A Rare Mutation in <i>SMAD9</i> Associated With High Bone Mass Identifies the SMAD-Dependent BMP Signaling Pathway as a Potential Anabolic Target for Osteoporosis
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Novel anabolic drug targets are needed to treat osteoporosis. Having established a large national cohort with unexplained high bone mass (HBM), we aimed to identify a novel monogenic cause of HBM and provide insight into a regulatory pathway potentially amenable to therapeutic intervention. We investigated a pedigree with unexplained HBM in whom previous sequencing had excluded known causes of monogenic HBM. Whole exome sequencing identified a rare (minor allele frequency 0.0023), highly evolutionarily conserved missense mutation in SMAD9 (c.65T>C, p.Leu22Pro) segregating with HBM in this autosomal dominant family. The same mutation was identified in another two unrelated individuals both with HBM. In silico protein modeling predicts the mutation severely disrupts the MH1 DNA-binding domain of SMAD9. Affected individuals have bone mineral density (BMD) Z-scores +3 to +5, mandible enlargement, a broad frame, torus palatinus/mandibularis, pes planus, increased shoe size, and a tendency to sink when swimming. Peripheral quantitative computed tomography (pQCT) measurement demonstrates increased trabecular volumetric BMD and increased cortical thickness conferring greater predicted bone strength; bone turnover markers are low/normal. Notably, fractures and nerve compression are not found. Both genome-wide and gene-based association testing involving estimated BMD measured at the heel in 362,924 white British subjects from the UK Biobank Study showed strong associations with SMAD9 (PGWAS = 6 × 10−16; PGENE = 8 × 10−17). Furthermore, we found Smad9 to be highly expressed in both murine cortical bone–derived osteocytes and skeletal elements of zebrafish larvae. Our findings support SMAD9 as a novel HBM gene and a potential novel osteoanabolic target for osteoporosis therapeutics. SMAD9 is thought to inhibit bone morphogenetic protein (BMP)-dependent target gene transcription to reduce osteoblast activity. Thus, we hypothesize SMAD9 c.65T>C is a loss-of-function mutation reducing BMP inhibition. Lowering SMAD9 as a potential novel anabolic mechanism for osteoporosis therapeutics warrants further investigation. © 2019 The Authors. Journal of Bone and Mineral Research published by American Society for Bone and Mineral Research.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».