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Enregistrement W3212400736 · doi:10.1182/blood-2021-150481

Zebrafish Models Provide Novel Insights into the Disease Biology of Parn-Mutant Dyskeratosis Congenita and DNAJC21-Mutant Shwachman-Diamond Syndrome

2021· article· en· W3212400736 sur OpenAlexaffabout
Sarada Ketharnathan, Sergey V. Prykhozhij, Anna Cordeiro, Yigal Dror, Jason N. Berman

Notice bibliographique

RevueBlood · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueBlood disorders and treatments
Établissements canadiensUniversity of TorontoAGADA BiosciencesHospital for Sick ChildrenAgricultural Research Institute of Ontario
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDyskeratosis congenitaBiologyZebrafishGeneticsCancer researchGeneTelomere

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Inherited bone marrow failure syndromes (IBMFS) are a group of rare inherited genetic disorders defined by impaired hematopoiesis and multi- or unilineage cytopenias. Dyskeratosis Congenita (DC) is characterized by pancytopenia, abnormal skin pigmentation and leukoplakia and is caused by mutations in genes involved in telomere biogenesis and/or RNA processing such as TERT, TERC, DKC1 and PARN. Shwachman-Diamond syndrome (SDS) is characterized by neutropenia and exocrine pancreatic insufficiency and occurs as a result of mutations in genes required for ribosome subunit maturation such as SBDS, DNAJC21 and EFL1. How the disruption of such ubiquitous cellular processes leads to distinct cytopenic phenotypes is not fully understood. Further, IBMFS patients have a high risk of developing myelodysplastic syndrome and/or acute myeloid leukemia with a cumulative incidence of 36% by 30 years of age for SDS patients and 13% for DC patients who do not undergo a stem cell transplant. As IBMFS are rare and large numbers of primary human samples are not readily available for mechanistic studies, we employed zebrafish (Danio rerio) given their highly conserved hematopoietic program and ease of genetic manipulation. Using CRISPR-Cas9 genomic editing, we generated deletion mutations predicted to introduce premature stop codons in the zebrafish orthologs, parn and dnajc21, two more recently identified causes of DC and SDS, respectively. Homozygous zygotic parn mutants had normal morphology and were viable to adulthood. However, fertile homozygous adult females were not recoverable in subsequent generations, implicating parn as an essential factor in oocyte specification. In contrast, homozygous dnajc21 mutants showed normal development to adulthood. Using whole mount in situ hybridization (WISH), we found increased expression of hematopoietic precursor markers (erythroid - gata1 and myeloid - lcp1) and concurrently decreased expression of mature hematopoietic markers (erythroid - hbbe3, myeloid - mpx and thrombocyte - CD41) in parn mutants at 24- and 48-hours post-fertilization (hpf). Further, o-dianisidine staining showed reduced hemoglobinized erythrocytes at 48 hpf. These data indicate that multilineage embryonic hematopoiesis is compromised in parn mutants, recapitulating the pancytopenia observed in patients with DC. WISH for mpx in dnajc21 mutants revealed reduced expression at 24 and 48 hpf, recapitulating the neutropenia seen in SDS. Activation of the TP53 tumor suppressor pathway has been suggested to mediate marrow failure and leukemic progression in some types of IBMFS. Using quantitative PCR to measure the expression of tp53 and its downstream effector p21 at 48 hpf, we observed no significant changes in parn mutants but significantly upregulated tp53 expression in dnajc21 mutants. To further study the role of tp53 in dnajc21-mutant SDS, we crossed dnajc21 mutants with a zebrafish line carrying a tp53 R217H point mutation that confers anti-apoptotic phenotypes. Heterozygous tp53 loss in a dnajc21-/- or +/- background resulted in reduced overall larval growth and abnormal yolk sac development, suggesting defective lipid metabolism. Using the lipophilic dye, Oil Red O, we observed reduced lipid distribution in the vasculature and caudal hematopoietic tissue region (equivalent to mammalian fetal liver) of dnajc21 mutants at 48 hpf. In summary, these findings support a role for PARN in hematopoietic lineage specification through mechanisms that are predominantly TP53-independent. By contrast, DNAJC21 is required for neutrophil specification and normal lipid metabolism and may function in a TP53-dependent manner. These zebrafish models provide new insights into the unique biology underlying these IBMFS and can serve as an in vivo platform for identifying therapeutic compounds that restore normal hematopoiesis and prevent leukemic transformation. Disclosures Dror: Alexion Canada: Other: Received funding for a Marrow Failure and Myelodysplasia conference that I organized April 2021; RepaetDiagnostic Laboratory: Other: Received funding for a Marrow Failure and Myelodysplasia conference that I organized April 2021. Berman: Oxford Immune Algorithmics: Membership on an entity's Board of Directors or advisory committees.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,015

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

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.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,217
Écart entre enseignants0,208 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2021
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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