Plasmacytoid dendritic cells (PDCs) represent a unique immune cell type specialized in type I interferon (IFN) secretion in response to viral nucleic acids. The molecular control of PDC lineage specification has been poorly understood. We report that basic helix-loop-helix transcription factor (E protein) E2-2/Tcf4 is preferentially expressed in murine and human PDCs. Constitutive or inducible deletion of murine E2-2 blocked the development of PDCs but not of other lineages and abolished IFN response to unmethylated DNA. Moreover, E2-2 haploinsufficiency in mice and in human Pitt-Hopkins syndrome patients was associated with aberrant expression profile and impaired IFN response of the PDC. E2-2 directly activated multiple PDC-enriched genes, including transcription factors involved in PDC development (SpiB, Irf8) and function (Irf7). These results identify E2-2 as a specific transcriptional regulator of the PDC lineage in mice and humans and reveal a key function of E proteins in the innate immune system.

Aicardi-Goutieres syndrome (AGS) is a genetic encephalopathy whose clinical features mimic those of acquired in utero viral infection. AGS exhibits locus heterogeneity, with mutations identified in genes encoding the 3'-->5' exonuclease TREX1 and the three subunits of the RNASEH2 endonuclease complex. To define the molecular spectrum of AGS, we performed mutation screening in patients, from 127 pedigrees, with a clinical diagnosis of the disease. Biallelic mutations in TREX1, RNASEH2A, RNASEH2B, and RNASEH2C were observed in 31, 3, 47, and 18 families, respectively. In five families, we identified an RNASEH2A or RNASEH2B mutation on one allele only. In one child, the disease occurred because of a de novo heterozygous TREX1 mutation. In 22 families, no mutations were found. Null mutations were common in TREX1, although a specific missense mutation was observed frequently in patients from northern Europe. Almost all mutations in RNASEH2A, RNASEH2B, and RNASEH2C were missense. We identified an RNASEH2C founder mutation in 13 Pakistani families. We also collected clinical data from 123 mutation-positive patients. Two clinical presentations could be delineated: an early-onset neonatal form, highly reminiscent of congenital infection seen particularly with TREX1 mutations, and a later-onset presentation, sometimes occurring after several months of normal development and occasionally associated with remarkably preserved neurological function, most frequently due to RNASEH2B mutations. Mortality was correlated with genotype; 34.3% of patients with TREX1, RNASEH2A, and RNASEH2C mutations versus 8.0% RNASEH2B mutation-positive patients were known to have died (P=.001). Our analysis defines the phenotypic spectrum of AGS and suggests a coherent mutation-screening strategy in this heterogeneous disorder. Additionally, our data indicate that at least one further AGS-causing gene remains to be identified.

The homodimeric transmembrane receptor natriuretic peptide receptor B (NPR-B [also known as guanylate cyclase B, GC-B, and GUC2B]; gene name NPR2) produces cytoplasmic cyclic GMP from GTP on binding its extracellular ligand, C-type natriuretic peptide (CNP). CNP has previously been implicated in the regulation of skeletal growth in transgenic and knockout mice. The autosomal recessive skeletal dysplasia known as “acromesomelic dysplasia, type Maroteaux” (AMDM) maps to an interval that contains NPR2. We sequenced DNA from 21 families affected by AMDM and found 4 nonsense mutations, 4 frameshift mutations, 2 splice-site mutations, and 11 missense mutations. Molecular modeling was used to examine the putative protein change brought about by each missense mutation. Three missense mutations were tested in a functional assay and were found to have markedly deficient guanylyl cyclase activity. We also found that obligate carriers of NPR2 mutations have heights that are below the mean for matched controls. We conclude that, although NPR-B is expressed in a number of tissues, its major role is in the regulation of skeletal growth. The homodimeric transmembrane receptor natriuretic peptide receptor B (NPR-B [also known as guanylate cyclase B, GC-B, and GUC2B]; gene name NPR2) produces cytoplasmic cyclic GMP from GTP on binding its extracellular ligand, C-type natriuretic peptide (CNP). CNP has previously been implicated in the regulation of skeletal growth in transgenic and knockout mice. The autosomal recessive skeletal dysplasia known as “acromesomelic dysplasia, type Maroteaux” (AMDM) maps to an interval that contains NPR2. We sequenced DNA from 21 families affected by AMDM and found 4 nonsense mutations, 4 frameshift mutations, 2 splice-site mutations, and 11 missense mutations. Molecular modeling was used to examine the putative protein change brought about by each missense mutation. Three missense mutations were tested in a functional assay and were found to have markedly deficient guanylyl cyclase activity. We also found that obligate carriers of NPR2 mutations have heights that are below the mean for matched controls. We conclude that, although NPR-B is expressed in a number of tissues, its major role is in the regulation of skeletal growth.

Abstract KPTN -related disorder (KRD) is an autosomal recessive disorder associated with germline variants in KPTN ( kaptin ), a component of the mTOR regulatory complex KICSTOR. To gain further insights into the pathogenesis of KRD, we analysed mouse knockout and human stem cell KPTN loss-of-function models. Kptn −/− mice display many of the key KRD phenotypes, including brain overgrowth, behavioural abnormalities, and cognitive deficits. Assessment of affected individuals has identified concordant selectivity of cognitive deficits, postnatal onset of brain overgrowth, and a previously unrecognised KPTN dosage-sensitivity, resulting in increased head circumference in their heterozygous parents. Molecular and structural analysis of Kptn −/− mice revealed pathological changes, including differences in brain size, shape, and cell numbers primarily due to abnormal postnatal brain development. Both the mouse and differentiated iPSC models of the disorder display transcriptional and biochemical evidence for altered mTOR pathway signalling, supporting the role of KPTN in regulating mTORC1. Increased mTOR signalling downstream of KPTN is rapamycin sensitive, highlighting possible therapeutic avenues with currently available mTOR inhibitors. These findings place KRD in the broader group of mTORC1 related disorders affecting brain structure, cognitive function, and network integrity.

The diagnostic yield of genetic analysis in the evaluation of children with short stature depends on associated clinical characteristics, but the additional effect of parental consanguinity has not been well documented.