Polymorphisms of CSF1 and TM7SF4 genes in a case of mild juvenile Paget's disease found using next-generation sequencing

Juvenile Paget's disease (JPD) is a rare autosomal-recessive condition. It is diagnosed in young children and characterized by a generalized increase in bone turnover, bone pain, and skeletal deformity. Our patient was diagnosed after a pathological fracture when she was 11 years old. When we first examined her at the age of 30 she had bone pain and deformity in both the femur and tibia. Serum alkaline phosphatase (ALP) level, radiology, bone scintigraphy, and densitometry were monitored. Next generation sequencing (NGS) technology, namely semiconductor sequencing, was used to determine the genetic background of JPD. Seven target genes and regions were selected and analyzed after literature review (TM7SF4, SQSTM1, TNFRSF11A, TNFRSF11B, OPTN, CSF1, VCP). No clear pathogenic mutation was found, but we detected missense polymorphisms in CSF1 and TM7SF4 genes. After treatment with zoledronic acid, infusion bone pain and ALP level decreased. We can conclude that intravenous zoledronic acid therapy is effective and safe for suppressing bone turnover and improving symptoms in JPD, but the long-term effects on clinical outcomes are unclear. Our findings also suggest that NGS may help explore the pathogenesis and aid the diagnosis of JPD

A microarray-komparatív genomhibridizálás (arrayCGH) praenatalis alkalmazása. Javaslat a hazai bevezetésre = Chromosomal microarray comparative genome hybridization (arrayCGH) in prenatal settings. Proposal for Hungarian application in clinical practice

Absztrakt: Az invazív mintavétel kapcsán elvégzett hagyományos magzati kromoszómavizsgálat a mai napig a praenatalis diagnosztika alapvető vizsgálómódszere. Felhasználásának a fénymikroszkópos vizsgálat felbontási képessége szab határt. A kariotipizálással nem felismerhető, szubmikroszkópos kromoszóma-rendellenességek, microdeletiók és microduplicatiók, kópiaszám-variációk (CNV-k) vizsgálatára a nagy felbontású molekuláris vizsgálóeljárások biztosítanak lehetőséget. A kromoszomális összehasonlító microarray-vizsgálat (array-komparatív genomhibridizálás – arrayCGH) alkalmas az anyai életkortól függetlenül előforduló kópiaszám-variációk prae- és postnatalis kimutatására. A módszer a fejlett országok orvosi gyakorlatában rutinszerűen alkalmazott eljárás a magzati diagnosztikában. Az elmúlt egy évtized külföldi eredményei alapján alkalmazása ultrahangeltérést nem mutató magzatok esetén körülbelül 1–2%, strukturális ultrahangeltérést mutató magzatoknál körülbelül 5–7% többlet genetikai információval szolgál a hagyományos kromoszómavizsgálattal szemben. Közleményünkben áttekintjük az arrayCGH módszerét, praenatalis alkalmazásának nemzetközi gyakorlatát, s javaslatokat és indikációs kört fogalmazunk meg a módszer praenatalis használatának magyarországi bevezetésére. Orv Hetil. 2019; 160(13): 484–493. | Abstract: Invasive prenatal testing and conventional G-banding chromosome analysis have been considered to be the gold standard of fetal cytogenetic diagnosis. Standard karyotyping is, however, constrained by the limits of the resolution of using a microscope. The advantage of molecular karyotyping, array based methods is the evaluation of sub-microscopic copy number changes across the whole genome in a single analysis. The application of array comparative genome hybridization has greatly increased the detection of pathogenic chromosomal abnormalities in prenatal settings. Based on available data in the international literature of the last decade, the clinical utility of arrayCGH is the recognition of some 1–2% and 5–7% additional genetical information compared to metaphase karyotype alone in fetuses without ultrasound anomaly and in fetuses with ultrasonographically detected malformations, respectively. Thus arrayCGH improves the prenatal diagnosis of genetic abnormalities mainly in fetuses with structural sonographic findings. In the present paper we review the literature of chromosomal microarray and make a proposal for the application of the method in Hungarian prenatal genetical practice. Orv Hetil. 2019; 160(13): 484–493

CYP24A1 inhibition facilitates the anti-tumor effect of vitamin D3 on colorectal cancer cells

AIM: The effects of vitamin D3 have been investigated on various tumors, including colorectal cancer (CRC). 25-hydroxyvitamin-D3-24-hydroxylase (CYP24A1), the enzyme that inactivates the active vitamin D3 metabolite 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25-D3), is considered to be the main enzyme determining the biological halflife of 1,25-D3. During colorectal carcinogenesis, the expression and concentration of CYP24A1 increases significantly, suggesting that this phenomenon could be responsible for the proposed efficacy of 1,25-D3 in the treatment of CRC. The aim of this study was to investigate the anti-tumor effects of vitamin D3 on the human CRC cell line Caco-2 after inhibition of the cytochrome P450 component of CYP24A1 activity. METHODS: We examined the expression of CYP24A1 mRNA and the effects of 1,25-D3 on the cell line Caco-2 after inhibition of CYP24A1. Cell viability and proliferation were determined by means of sulforhodamine-B staining and bromodeoxyuridine incorporation, respectively, while cytotoxicity was estimated via the lactate dehydrogenase content of the cell culture supernatant. CYP24A1 expression was measured by realtime reverse transcription polymerase chain reaction. A number of tetralone compounds were synthesized to investigate their CP24A1 inhibitory activity. RESULTS: In response to 1,25-D3, CYP24A1 mRNA expression was enhanced significantly, in a time- and dose-dependent manner. Caco-2 cell viability and proliferation were not influenced by the administration of 1,25-D3 alone, but were markedly reduced by coadministration of 1,25-D3 and KD-35, a CYP24A1-inhibiting tetralone. Our data suggest that the mechanism of action of co-administered KD-35 and 1,25-D3 does not involve a direct cytotoxic effect, but rather the inhibition of cell proliferation. CONCLUSION: These findings demonstrate that the selective inhibition of CYP24A1 by compounds such as KD-35 may be a new approach for enhancement of the anti-tumor effect of 1,25-D3 on CRC

A génexpresszió változásai és patogenetikai jelentőségük fibrosus dysplasiás és nem fibrosus dysplasiás nők csontszövetében = Changes of gene expression and its role in pathogenesis in fibrous and non-fibrous dysplastic bone tissues in women

A fibrosus dysplasia a csontok benignus, tumorszerű elváltozása, amelyre az örvényes lefutású kötőszöveti nyalábok és az érett-éretlen csontgerendák jellemzőek. A jelátvivő G-fehérje α-alegységét kódoló GNAS1 gén pontmutációja okozta fejlődési zavarról, az osteoblastok kóros differenciálódásáról van szó, amelynek következtében az érett csontszövet helyét rostos kötőszövet foglalja el. A szerzők célja a fibrosus és a nem fibrosus szövetben eltérően kifejeződő egyedi gének meghatározása volt, és leírni a közöttük lévő összefüggéseket multiparaméteres statisztikai analízisek segítségével. Módszer: Hat fibrosus dysplasiás és hét nem fibrosus dysplasiás nőbeteg csontmintáit vizsgálták. A hat fibrosus dysplasiás nőbeteg mintája magából a fibrosus elváltozásból származott, míg a hét nem fibrosus dysplasiás kontrollcsontmintát csípőprotézis-beültetés során, a combnyakból vették. A 118 kiválasztott gén expressziós különbségeit TaqMan-próbaalapú kvantitatív valós idejű PCR-technikával mérték. Eredmények: A Mann-Whitney-féle U-teszt 27 gén esetében mutatott szignifikánsan eltérő (p ≤ 0,05) expressziós különbséget a fibrosus dysplasiás és a nem fibrosus dysplasiás egyénekben. A fibrosus dysplasiás betegeknél kilenc gén kifejeződése szignifikánsan fokozott volt, további 18 gén esetén jelentős génkifejeződés-csökkenést mértek. Ezek a szignifikáns különbséggel szabályozódó gének elsősorban minor kollagén molekulákat, extracelluláris mátrixot bontó enzimeket, transzkripciós faktorokat, adhéziós molekulákat, növekedési faktorokat, gyulladást serkentő citokineket és lipidanyagcseréhez kapcsolt faktorokat kódolnak. A diszkriminanciaanalízis megmutatta, hogy a fibrosus dysplasiás és a nem fibrosus dysplasiás csontszövet megkülönböztethető részben a G-proteinhez kapcsolt számos gén, a BMP-kaszkád komponenseinek és az extracelluláris mátrixhoz kötődő molekulákat kódoló gének eltérő transzkripciós profilja alapján. Következtetések: A fibrosus dysplasiában szignifikánsan eltérő génkifejeződési mintázatok feltárása további segítséget adhat a csontszövet fibrosus átalakulásának és a kórfolyamat hátterének megismerésében. Orv. Hetil., 2010, 40, 1656–1665. | Fibrous dysplasia is an isolated skeletal disorder caused by a somatic activating mutation of GNAS1 gene with abnormal unmineralized matrix overproduction and extensive undifferentiated bone cell accumulation in fibro-osseous lesions. The aim of the investigation was to identify genes that are differently expressed in fibrous vs. non-fibrous human bone and to describe the relationships between these genes using multivariate data analysis. Materials and Methods: Six bone tissue samples from fibrous dysplastic female patients and 7 bone tissue samples from non-fibrous dysplastic women were examined. The 6 female fibrous samples were taken from the fibrous dysplastic lesion itself while the control samples of 7 non-fibrous dysplastic females were taken from the femoral neck during the hip replacement procedure. The expression differences of selected 118 genes were analyzed in TaqMan probe based quantitative real-time RT-PCR system. Results: The Mann-Whitney U test indicated significant differences in the expression of 27 genes of fibrous dysplasial and non fibrous dysplasial individuals (p ≤ 0.05). Nine genes were significantly up-regulated in fibrous dysplasial women compared to non fibrous dysplasial ones and eighteen genes showed a down-regulated pattern. These significantly altered genes coding for minor collagen molecules, extracellular matrix digesting enzymes, transcription factors, adhesion molecules, growth factors, pro-inflammatory cytokines and lipid metabolism-affected substrates. Canonical variety analysis demonstrated that fibrous dysplastic and non fibrous dysplastic bone tissues can be distinguished by the multiple expression profile analysis of numerous genes controlled via a G-protein coupled pathway and BMP cascade as well as genes coding for extracellular matrix composing molecules. Conclusions: The significantly altered gene expression profile observed in the fibrous dysplastic human bone tissue may provide further insight into the pathogenetic process of fibrous degeneration of bone. Orv. Hetil., 2010, 40, 1656–1665

Szomatikus onkogén mutációk összehasonlító vizsgálata egészséges és tumoros pajzsmirigyszövetmintákban = Comprehensive examination of somatic oncogene mutation in normal and pathologic thyroid tissues

Az elmúlt években több munkacsoportnak sikerült olyan szomatikus mutációkat (BRAF, NRAS, HRAS, KRAS génekben) és génátrendeződéseket (RET/PTC, PAX8/PPAR-gamma) azonosítani, amelyek összefüggést mutatnak a pajzsmirigydaganatok kialakulásával. Jelen vizsgálatban 11 személy 22 (11 kóros és 11 betegségmentes) intraoperatív pajzsmirigy-szövetmintáit elemezték. A RAS géncsalád és a BRAF gének szomatikus egypontos nukleotid polimorfizmusait LigthCycler olvadáspontanalízis-módszerrel, míg a génátrendeződéseket valós idejű polimeráz láncreakció módszerével vizsgálták. A daganatos mintákban 3 BRAF-, 2 NRAS-, 1 HRAS-mutációt, valamint 1 RET/PTC1 átrendeződést találtak. Az eredmények megerősítik a nemzetközi adatokat, miszerint ezek az egypontos nukleotidpolimorfizmusok és génátrendeződések megtalálhatók a daganatos pajzsmirigyszövetekben. Valószínűsíthető, hogy ezen genetikai vizsgálatokkal kiegészült citológiai vizsgálat segítheti a malignus göbök azonosítását, illetve elképzelhető, hogy prognosztikai faktorként előre jelezhetik a későbbi daganatos átalakulást. Orv. Hetil., 2011, 152, 672–677. | It is established that numerous somatic oncogene mutation (BRAF, NRAS, HRAS, KRAS) and gene translocations (RET/PTC, PAX8/PPAR-gamma) are associated with the development of thyroid cancer. In this study 22 intraoperative thyroid tissue samples (11 pathologic and 11 normal) were examined. Somatic single nucleotide polymorphisms were analyzed by LigthCycler melting method, while translocations were identified by real-time polymerase chain reaction technique. In tumorous sample 3 BRAF, 2 NRAS and one HRAS mutations were found, as well as one RET/PTC1 translocation. Results confirm international data showing that these oncogene mutations and translocations are linked to thyroid cancer. Cytological examination completed with genetic data may support the diagnosis of thyroid malignancies. In addition, genetic alterations may indicate malignant transformation and may become prognostic factors in future. Orv. Hetil., 2011, 152, 672–677

Effects of the lactase 13910 C/T and calcium-sensor receptor A986S G/T gene polymorphisms on the incidence and recurrence of colorectal cancer in Hungarian population

Background: Epidemiological studies suggested the chemopreventive role of higher calcium intake in colorectal carcinogenesis. We examined genetic polymorphisms that might influence calcium metabolism: lactase (LCT) gene 13910 C/T polymorphism causing lactose intolerance and calcium-sensing receptor (CaSR) gene A986S polymorphism as a responsible factor for the altered cellular calcium sensation. Methods: 538 Hungarian subjects were studied: 278 patients with colorectal cancer and 260 healthy controls. Median follow-up was 17 months. After genotyping, the relationship between LCT 13910 C/T and CaSR A986S polymorphisms as well as tumor incidence/progression was investigated. Results: in patient with colorectal cancer, a significantly higher LCT CC frequency was associated with increased distant disease recurrence (OR = 4.04; 95% CI = 1.71-9.58; p = 0.006). The disease free survival calculated from distant recurrence was reduced for those with LCT CC genotype (log rank test p = 0.008). In case of CaSR A986S polymorphism, the homozygous SS genotype was more frequent in patients than in controls (OR = 4.01; 95% CI = 1.33-12.07; p = 0.014). The number of LCT C and CaSR S risk alleles were correlated with tumor incidence (p = 0.035). The CCSS genotype combination was found only in patients with CRC (p = 0.033). Conclusion: LCT 13910 C/T and CaSR A986S polymorphisms may have an impact on the progression and/or incidence of CRC

De novo 3p25-deletiós szindróma genotípus-fenotípus vizsgálata

A 3p25-deletiós szindróma nagyon ritka genetikai rendellenesség, a nemzetközi szakirodalom jelenleg kevesebb mint 60 esetet ír le. A kórképre általánosan jellemző a növekedési és pszichomotoros visszamaradottság, a microcephalia, a hypotonia, a veleszületett szívfejlődési rendellenesség, a ptosis és micrognathia, de nagyon ritkán előfordul klinikai tünetek nélküli megjelenése is. Általában újonnan kialakult rendellenesség, bár egyes esetekben előfordulhat familiáris formája. A kromoszomális töréspont változó helyen fordul elő. Közleményünkben egy 3p25-deletiós szindrómával született gyermek esetét mutatjuk be: a deletiót kariotipizálással és fluoreszcens in situ hibridizációval igazoltuk, majd microarray-komparatív genomhibridizálással meghatároztuk a pontos töréspontot és a hiányzó géneket. Az érintett régióban 43 OMIM-gént találtunk, melyek szerepet játszanak a megkésett pszichomotoros és növekedési elmaradásban, valamint az intellektuális zavarban. A genetikai háttér pontos karakterizálása hozzásegít a várható tünetek és a prognózis meghatározásához, egyben támpontot biztosíthat a jövőbeli terápia tervezéséhez és a személyre szabott fejlesztés kivitelezéséhez

Gene Expression Changes in Femoral Head Necrosis of Human Bone Tissue

Osteonecrosis of the femoral head (ONFH) is the result of an interruption of the local circulation and the injury of vascular supply of bone. Multiple factors have been implicated in the development of the disease. However the mechanism of ischemia and necrosis in non-traumatic ONFH is not clear. The aim of our investigation was to identify genes that are differently expressed in ONFH vs. non-ONFH human bone and to describe the relationships between these genes using multivariate data analysis. Six bone tissue samples from ONFH male patients and 8 bone tissue samples from non-ONFH men were examined. The expression differences of selected 117 genes were analyzed by TaqMan probe-based quantitative real-time RT-PCR system. The significance test indicated marked differences in the expression of nine genes between ONFH and non-ONFH individuals. These altered genes code for collagen molecules, an extracellular matrix digesting metalloproteinase, a transcription factor, an adhesion molecule, and a growth factor. Canonical variates analysis demonstrated that ONFH and non-ONFH bone tissues can be distinguished by the multiple expression profile analysis of numerous genes controlled via canonical TGFB pathway as well as genes coding for extracellular matrix composing collagen type molecules. The markedly altered gene expression profile observed in the ONFH of human bone tissue may provide further insight into the pathogenetic process of osteonecrotic degeneration of bone