Vanessa Soldan, Guy Serre, Nathalie Jonca, M. Pichery, Roger Sandhoff, Emeline Lhuillier, Annabel Maruani, M. Severino-Freire, Justine Bertrand-Michel, Sarra Zaafouri, Juliette Mazereeuw-Hautier, Anne Huchenq, Thierry Levade, Lukáš Opálka, Unité différenciation épidermique et auto-immunité rhumatoïde (UDEAR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), German Cancer Research Center - Deutsches Krebsforschungszentrum [Heidelberg] (DKFZ), ZAFH - Centre for Applied Sciences at Technical University, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové, Charles University [Prague] (CU), CHU Toulouse [Toulouse], Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plateau MetaToul-LIPIDOMIQUE = MetaToul-Lipidomics, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique (GeT-PlaGe), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Centre Hospitalier Régional Universitaire de Tours (CHRU Tours), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaboHUB-MetaToul, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), CARBILLET, Véronique, MetaToul-MetaboHUB, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), and Centre Hospitalier Régional Universitaire de Tours (CHRU TOURS)
International audience; Autosomal recessive congenital ichthyosis (ARCI) is a heterogeneous group of monogenic genodermatoses that encompasses non-syndromic disorders of keratinization. The pathophysiology of ARCI has been linked to a disturbance in epidermal lipid metabolism that impaired the stratum corneum function, leading to permeability barrier defects. Functional characterization of some genes involved in ARCI contributed to the identification of molecular actors involved in epidermal lipid synthesis, transport or processing. Recently, PNPLA1 has been identified as a gene causing ARCI. While other members of PNPLA family are key elements in lipid metabolism, the function of PNPLA1 remained unclear. We identified 5 novel PNPLA1 mutations in ARCI patients, mainly localized in the putative active enzymatic domain of PNPLA1. To investigate Pnpla1 biological role, we analysed Pnpla1-deficient mice. KO mice died soon after birth from severe epidermal permeability defects. Pnpla1-deficient skin presented an important impairment in the composition and organization of the epidermal lipids. Quantification of epidermal ceramide species highlighted a blockade in the production of ω-O-acylceramides with a concomitant accumulation of their precursors in the KO. The virtually loss of ω-O-acylceramides in the stratum corneum was linked to a defective lipid coverage of the resistant pericellular shell encapsulating corneocytes, the so-called cornified envelope, and most probably disorganized the extracellular lipid matrix. Finally, these defects in ω-O-acylceramides synthesis and cornified envelope formation were also evidenced in the stratum corneum from PNPLA1-mutated patients. Overall, our data support that PNPLA1/Pnpla1 is a key player in the formation of ω-O-acylceramide, a crucial process for the epidermal permeability barrier function.