1. Identification of an Agrin Mutation that Causes Congenital Myasthenia and Affects Synapse Function
- Author
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Michel Fardeau, Laurent Schaeffer, Thierry Kuntzer, Isabelle Grosjean, Daniel Hantaï, A. Rouche, Annie Chaboud, Asma Ben Ammar, Nektaria Alexandri, Frédéric Chevessier, Caroline Huzé, Emmanuel Fournier, Andrea Brancaccio, K. Gaudon, Bruno Eymard, Jeanine Koenig, S. Bauche, Evelyne Goillot, Véronique Bernard, Heba-Aude Lecuyer, Pascale Richard, Markus A. Rüegg, Laboratoire de Biologie Moléculaire de la Cellule ( LBMC ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière ( CRICM ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Unité Fonctionnelle de Cardiogénétique et Myogénétique Moléculaire et Cellulaire, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP)-Centre de Génétique Moléculaire et Chromosomique du GH Pitié-Salpêtrière-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP], Max-Planck-Institut für Medizinische Forschung, Max-Planck-Gesellschaft, Institut National de Neurologie, Université Tunis El Manar ( UTM ), Plateau d'analyse des protéines, IFR128, Biologie des Jonctions Neuromusculaires Normales et Pathologiques ( U686 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Nerve-muscle unit, neurology service, Université de Lausanne ( UNIL ) -Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] ( CHUV ), Centre de référence des maladies rares neuromusculaires, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP], Service d'électrophysiologie, Istituto di Chimica del Riconoscimento Molecolare, Università Cattolica del Sacro Cuore, Biozentrum, University of Basel ( Unibas ), ANR-07-MRAR-0001,MRAR,Syndromes myasthéniques congénitaux : le réseau français et approches fondamentales ( 2007 ), Hantaï, Daniel, Programme Pluriannuel de Recherche sur les Maladies Rares (MRAR) - Implication de CXCL13 et CCL21 dans les mécanismes pathogéniques de la Myasthenie. - - MG chemokines2006 - ANR-06-MRAR-0001 - MRAR - VALID, Laboratoire de Biologie Moléculaire de la Cellule (LBMC), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (CRICM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU), Université de Tunis El Manar (UTM), Biologie des Jonctions Neuromusculaires Normales et Pathologiques (U686), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neuroscience Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL)-Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] (CHUV), Centre de référence des maladies rares neuromusculaires [CHU Pitié-Salpétriêre], CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Università cattolica del Sacro Cuore [Milano] (Unicatt), Biozentrum [Basel, Suisse], University of Basel (Unibas), ANR-06-MRAR-0001,MG chemokines,Implication de CXCL13 et CCL21 dans les mécanismes pathogéniques de la Myasthenie.(2006), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] (CHUV)-Université de Lausanne (UNIL), Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], and Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Male ,Biopsy ,DNA Mutational Analysis ,Muscle Fibers, Skeletal ,Mutant ,[SDV.GEN] Life Sciences [q-bio]/Genetics ,0302 clinical medicine ,Mutant protein ,CHRNE ,Receptors, Cholinergic ,Genetics(clinical) ,Dystroglycans ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Genetics (clinical) ,Genetics ,0303 health sciences ,Agrin ,Congenital myasthenic syndrome ,Recombinant Proteins ,Pedigree ,Cell biology ,medicine.anatomical_structure ,Female ,[SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC] ,Dok-7 ,Adult ,animal structures ,Mutation, Missense ,Neuromuscular Junction ,Biology ,Article ,Neuromuscular junction ,Cell Line ,03 medical and health sciences ,medicine ,Animals ,Humans ,[SDV.NEU] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC] ,Muscle, Skeletal ,030304 developmental biology ,Acetylcholine receptor ,Myasthenic Syndromes, Congenital ,[SDV.GEN]Life Sciences [q-bio]/Genetics ,Correction ,medicine.disease ,Protein Structure, Tertiary ,Rats ,Models, Chemical ,[ SDV.NEU ] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC] ,Synapses ,030221 ophthalmology & optometry ,biology.protein ,Agrin/chemistry ,Agrin/genetics ,Dystroglycans/metabolism ,Muscle Fibers, Skeletal/cytology ,Muscle Fibers, Skeletal/metabolism ,Muscle, Skeletal/metabolism ,Muscle, Skeletal/pathology ,Myasthenic Syndromes, Congenital/genetics ,Neuromuscular Junction/genetics ,Neuromuscular Junction/metabolism ,Receptors, Cholinergic/genetics ,Receptors, Cholinergic/metabolism ,Recombinant Proteins/chemistry ,Recombinant Proteins/metabolism ,Synapses/metabolism ,[ SDV.GEN ] Life Sciences [q-bio]/Genetics ,030217 neurology & neurosurgery - Abstract
International audience; We report the case of a congenital myasthenic syndrome due to a mutation in AGRN, the gene encoding agrin, an extracellular matrix molecule released by the nerve and critical for formation of the neuromuscular junction. Gene analysis identified a homozygous missense mutation, c.5125G>C, leading to the p.Gly1709Arg variant. The muscle-biopsy specimen showed a major disorganization of the neuromuscular junction, including changes in the nerve-terminal cytoskeleton and fragmentation of the synaptic gutters. Experiments performed in nonmuscle cells or in cultured C2C12 myotubes and using recombinant mini-agrin for the mutated and the wild-type forms showed that the mutated form did not impair the activation of MuSK or change the total number of induced acetylcholine receptor aggregates. A solid-phase assay using the dystrophin glycoprotein complex showed that the mutation did not affect the binding of agrin to alpha-dystroglycan. Injection of wild-type or mutated agrin into rat soleus muscle induced the formation of nonsynaptic acetylcholine receptor clusters, but the mutant protein specifically destabilized the endogenous neuromuscular junctions. Importantly, the changes observed in rat muscle injected with mutant agrin recapitulated the pre- and post-synaptic modifications observed in the patient. These results indicate that the mutation does not interfere with the ability of agrin to induce postsynaptic structures but that it dramatically perturbs the maintenance of the neuromuscular junction.
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- 2009
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