Five children from two consanguineous families presented with epilepsy beginning in infancy and severe ataxia, moderate sensorineural deafness, and a renal salt-losing tubulopathy with normotensive hypokalemic metabolic alkalosis. We investigated the genetic basis of this autosomal recessive disease, which we call the EAST syndrome (the presence of epilepsy, ataxia, sensorineural deafness, and tubulopathy).

Abstract Primary aldosteronism (PA) is the most common form of endocrine hypertension and effects one in 50 adults. PA is characterized by inappropriately elevated aldosterone production via renin-independent mechanisms. Driver somatic mutations for aldosterone excess have been found in approximately 90% of aldosterone-producing adenomas (APAs). Using next-generation sequencing, we identified recurrent in-frame deletions in SLC30A1 in five APAs (p.L51_A57del, n=3; p.L49_L55del, n=2). SLC30A1 encodes the ubiquitous zinc efflux transporter ZnT1 (zinc transporter 1). The identified SLC30A1 variants are situated in close proximity of the zincbinding site (H43 and D47) in transmembrane domain II and likely cause abnormal ion transport. PA cases with the unique SLC30A1 mutations showed male dominance and demonstrated increased aldosterone and 18-oxo-cortisol concentrations. Functional studies of the mutant SLC30A1 51_57del variant in a doxycycline-inducible adrenal cell system revealed abnormal Na + conductivity caused by the mutant, which in turn led to the depolarization of the resting membrane potential, and thus to the opening of voltage-gated calcium channels. This resulted in an increase in cytosolic Ca 2+ activity, which stimulated CYP11B2 mRNA expression and aldosterone production. Collectively, these data implicate the first-in-field zinc transporter mutations as a dominant driver of aldosterone excess in PA.

Abstract Primary aldosteronism is characterized by renin-independent hyperaldosteronism that originates from aldosterone-producing lesions in the adrenal glands. Under physiological conditions, aldosterone synthase ( CYP11B2 ) expression is confined to the adrenal zona glomerulosa where it catalyzes the final reaction yielding aldosterone. The regulation of CYP11B2 transcription depends on the control of cellular membrane potential and cytosolic calcium activity. In primary aldosteronism, aldosterone-producing adenomas (APAs) are characterized by disrupted regulation of CYP11B2 expression resulting in autonomous biosynthesis of aldosterone. These lesions often harbor aldosterone-driver somatic mutations in genes encoding ion transporters/channels/pumps that increase cytosolic calcium activity causing increased CYP11B2 expression and aldosterone biosynthesis. We investigated APAs devoid of known somatic mutations and detected a missense mutation and a deletion-insertion variant in MCOLN3 which encodes for mucolipin-3 (TRPML3) — a highly conserved inwardly-rectifying, cation-permeable channel. These MCOLN3 mutations were identified in three APAs derived from male patients with primary aldosteronism: p. Y391D and p.N411_V412delinsI. Both mutations are located near the ion pore and selectivity filter of TRPML3. This is the first report of disease-causing MCOLN3 mutations in humans. Functional studies suggest MCOLN3 Y391D might directly or indirectly via membrane depolarization alter calcium influx of transfected adrenocortical cells, resulting in increased CYP11B2 transcription and aldosterone production. This study implicates mutated MCOLN3 as a driver of aldosterone excess in primary aldosteronism. Significance Statement Primary aldosteronism is a common but under-diagnosed endocrine disease that contributes to global hypertension burden and cardiovascular mortality and morbidity. Hyperaldosteronism in primary aldosteronism is mainly caused by adrenal lesions harboring somatic mutations that disrupt intracellular calcium levels and consequently aldosterone synthase expression and aldosterone production. Majority of these mutations have been identified in genes encoding ion transporters/channels/pumps. Herein, we report the first disease-causing somatic mutations in human MCOLN3 in aldosterone-producing adenomas (APAs) devoid of known mutations. In vitro investigations showed the MCOLN3 variant (p.Y391D) caused an influx of cytosolic calcium in adrenocortical cells and the subsequent increase in aldosterone synthase and aldosterone biosynthesis.