Published September 11, 2020 | Version v1
Publication Open

Loss of MTX2 causes mandibuloacral dysplasia and links mitochondrial dysfunction to altered nuclear morphology

  • 1. Aix-Marseille University
  • 2. Inserm
  • 3. Université d'Angers
  • 4. Délégation Paris 5
  • 5. Sorbonne Paris Cité
  • 6. Université Paris Cité
  • 7. Amrita Institute of Medical Sciences and Research Centre
  • 8. Koç University
  • 9. Cairo University
  • 10. Medical Genetics Center
  • 11. University Medical Center Hamburg-Eppendorf
  • 12. Universität Hamburg
  • 13. Hebrew University of Jerusalem
  • 14. Fondation Jean Dausset-CEPH
  • 15. National Center of Human Genomics Research
  • 16. University of Paris-Saclay
  • 17. Imagine Institute for Genetic Diseases
  • 18. Centogene (Germany)
  • 19. Institute of Medical Biology
  • 20. Agency for Science, Technology and Research
  • 21. Institut de Myologie
  • 22. Sorbonne Université
  • 23. Celescreen (France)
  • 24. Hôpital de la Timone

Description

Mandibuloacral dysplasia syndromes are mainly due to recessive LMNA or ZMPSTE24 mutations, with cardinal nuclear morphological abnormalities and dysfunction. We report five homozygous null mutations in MTX2, encoding Metaxin-2 (MTX2), an outer mitochondrial membrane protein, in patients presenting with a severe laminopathy-like mandibuloacral dysplasia characterized by growth retardation, bone resorption, arterial calcification, renal glomerulosclerosis and severe hypertension. Loss of MTX2 in patients' primary fibroblasts leads to loss of Metaxin-1 (MTX1) and mitochondrial dysfunction, including network fragmentation and oxidative phosphorylation impairment. Furthermore, patients' fibroblasts are resistant to induced apoptosis, leading to increased cell senescence and mitophagy and reduced proliferation. Interestingly, secondary nuclear morphological defects are observed in both MTX2-mutant fibroblasts and mtx-2-depleted C. elegans. We thus report the identification of a severe premature aging syndrome revealing an unsuspected link between mitochondrial composition and function and nuclear morphology, establishing a pathophysiological link with premature aging laminopathies and likely explaining common clinical features.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ترجع متلازمات خلل التنسج الفكي العجزي بشكل أساسي إلى طفرات LMNA أو ZMPSTE24 المتنحية، مع تشوهات مورفولوجية نووية أساسية واختلال وظيفي. نبلغ عن خمس طفرات لاغية متماثلة الزيجوت في MTX2، ترميز Metaxin -2 (MTX2)، وهو بروتين غشاء ميتوكوندريا خارجي، في المرضى الذين يعانون من خلل تنسج الفك السفلي الحاد الذي يشبه اعتلال الصفيحة الدموية والذي يتميز بتأخر النمو، وارتشاف العظام، والتكلس الشرياني، وتصلب كبيبات الكلى وارتفاع ضغط الدم الشديد. يؤدي فقدان MTX2 في الخلايا الليفية الأولية للمرضى إلى فقدان Metaxin -1 (MTX1) والخلل الوظيفي في الميتوكوندريا، بما في ذلك تجزئة الشبكة وضعف الفسفرة التأكسدية. علاوة على ذلك، فإن الخلايا الليفية للمرضى مقاومة للاستماتة المستحثة، مما يؤدي إلى زيادة شيخوخة الخلايا والميتوفاجي وتقليل الانتشار. ومن المثير للاهتمام، لوحظت عيوب مورفولوجية نووية ثانوية في كل من الخلايا الليفية الطافرة MTX2 و mtx -2 المستنفدة C. elegans. وبالتالي فإننا نبلغ عن تحديد متلازمة الشيخوخة المبكرة الشديدة التي تكشف عن وجود صلة غير متوقعة بين تكوين الميتوكوندريا ووظيفتها والمورفولوجيا النووية، مما ينشئ صلة فسيولوجية مرضية مع اعتلالات الصفيحة الدموية للشيخوخة المبكرة ومن المحتمل أن يفسر السمات السريرية الشائعة.

Translated Description (French)

Les syndromes de dysplasie mandibuloacrale sont principalement dus à des mutations récessives de LMNA ou de ZMPSTE24, avec des anomalies et dysfonctionnements morphologiques nucléaires cardinaux. Nous rapportons cinq mutations nulles homozygotes dans MTX2, codant pour la Metaxin-2 (MTX2), une protéine de la membrane mitochondriale externe, chez des patients présentant une dysplasie mandibulo-acrée sévère de type laminopathie caractérisée par un retard de croissance, une résorption osseuse, une calcification artérielle, une glomérulosclérose rénale et une hypertension sévère. La perte de MTX2 dans les fibroblastes primaires des patients entraîne une perte de Metaxin-1 (MTX1) et un dysfonctionnement mitochondrial, y compris une fragmentation du réseau et une altération de la phosphorylation oxydative. De plus, les fibroblastes des patients sont résistants à l'apoptose induite, ce qui entraîne une augmentation de la sénescence cellulaire et de la mitophagie et une diminution de la prolifération. Il est intéressant de noter que des défauts morphologiques nucléaires secondaires sont observés à la fois dans les fibroblastes mutants MTX2 et dans les C. elegans appauvris en mtx-2. Nous rapportons ainsi l'identification d'un syndrome de vieillissement prématuré sévère révélant un lien insoupçonné entre la composition et la fonction mitochondriale et la morphologie nucléaire, établissant un lien physiopathologique avec les laminopathies de vieillissement prématuré et expliquant probablement des caractéristiques cliniques communes.

Translated Description (Spanish)

Los síndromes de displasia mandibuloacral se deben principalmente a mutaciones recesivas de LMNA o ZMPSTE24, con anomalías y disfunciones morfológicas nucleares cardinales. Presentamos cinco mutaciones nulas homocigotas en MTX2, que codifican Metaxina-2 (MTX2), una proteína de la membrana mitocondrial externa, en pacientes que presentan una displasia mandibuloacral severa de tipo laminopatía caracterizada por retraso del crecimiento, resorción ósea, calcificación arterial, glomeruloesclerosis renal e hipertensión severa. La pérdida de MTX2 en los fibroblastos primarios de los pacientes conduce a la pérdida de metaxina-1 (MTX1) y disfunción mitocondrial, incluida la fragmentación de la red y el deterioro de la fosforilación oxidativa. Además, los fibroblastos de los pacientes son resistentes a la apoptosis inducida, lo que conduce a un aumento de la senescencia celular y la mitofagia y a una reducción de la proliferación. Curiosamente, se observan defectos morfológicos nucleares secundarios tanto en fibroblastos mutantes de MTX2 como en C. elegans empobrecidos en mtx-2. Por lo tanto, informamos la identificación de un síndrome de envejecimiento prematuro severo que revela un vínculo insospechado entre la composición y función mitocondrial y la morfología nuclear, estableciendo un vínculo fisiopatológico con las laminopatías de envejecimiento prematuro y probablemente explicando las características clínicas comunes.

Files

s41467-020-18146-9.pdf.pdf

Files (4.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:53230620ac5494e7afcbad9102ff5a17
4.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فقدان MTX2 يسبب خلل تنسج الفك السفلي العجزي ويربط خلل الميتوكوندريا مع تغير المورفولوجيا النووية
Translated title (French)
La perte de MTX2 provoque une dysplasie mandibuloacrée et relie le dysfonctionnement mitochondrial à une morphologie nucléaire altérée
Translated title (Spanish)
La pérdida de MTX2 causa displasia mandibuloacral y vincula la disfunción mitocondrial con una morfología nuclear alterada

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3086565149
DOI
10.1038/s41467-020-18146-9

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1487741670
  • https://openalex.org/W161836838
  • https://openalex.org/W1653899755
  • https://openalex.org/W1904531393
  • https://openalex.org/W1933803332
  • https://openalex.org/W1944127002
  • https://openalex.org/W1964551999
  • https://openalex.org/W1977877753
  • https://openalex.org/W1984378331
  • https://openalex.org/W1986145038
  • https://openalex.org/W1993100542
  • https://openalex.org/W2001648286
  • https://openalex.org/W2004283021
  • https://openalex.org/W2006846732
  • https://openalex.org/W2021687666
  • https://openalex.org/W2023569444
  • https://openalex.org/W2026760013
  • https://openalex.org/W2026869749
  • https://openalex.org/W2031108531
  • https://openalex.org/W2038657561
  • https://openalex.org/W2039469470
  • https://openalex.org/W2041064519
  • https://openalex.org/W2041501441
  • https://openalex.org/W2046452940
  • https://openalex.org/W2052011655
  • https://openalex.org/W2053206914
  • https://openalex.org/W2058124421
  • https://openalex.org/W2062203555
  • https://openalex.org/W2072538967
  • https://openalex.org/W2073460054
  • https://openalex.org/W2087839258
  • https://openalex.org/W2093243180
  • https://openalex.org/W2102766053
  • https://openalex.org/W2109038505
  • https://openalex.org/W2109196816
  • https://openalex.org/W2112200826
  • https://openalex.org/W2113494353
  • https://openalex.org/W2114889495
  • https://openalex.org/W2120245587
  • https://openalex.org/W2121431419
  • https://openalex.org/W2122589790
  • https://openalex.org/W2126525177
  • https://openalex.org/W2127708563
  • https://openalex.org/W2129446626
  • https://openalex.org/W2132909908
  • https://openalex.org/W2137564725
  • https://openalex.org/W2138182886
  • https://openalex.org/W2143185290
  • https://openalex.org/W2143410022
  • https://openalex.org/W2143742350
  • https://openalex.org/W2168863460
  • https://openalex.org/W2198293015
  • https://openalex.org/W2312805753
  • https://openalex.org/W2343051572
  • https://openalex.org/W2461150194
  • https://openalex.org/W2557011277
  • https://openalex.org/W2598723660
  • https://openalex.org/W2605465471
  • https://openalex.org/W2618393344
  • https://openalex.org/W2724883999
  • https://openalex.org/W2748693627
  • https://openalex.org/W2769290777
  • https://openalex.org/W2795876990
  • https://openalex.org/W2807099429
  • https://openalex.org/W2900713795
  • https://openalex.org/W2921447448
  • https://openalex.org/W2923278494
  • https://openalex.org/W2952317495
  • https://openalex.org/W2973029328