Pseudo-TORCH syndrome (PTS) is characterized by microcephaly, enlarged ventricles, cerebral calcification, and, occasionally, by systemic features at birth resembling the sequelae of congenital infection but in the absence of an infectious agent. Genetic defects resulting in activation of type 1 interferon (IFN) responses have been documented to cause Aicardi-Goutières syndrome, which is a cause of PTS. Ubiquitin-specific peptidase 18 (USP18) is a key negative regulator of type I IFN signaling. In this study, we identified loss-of-function recessive mutations of USP18 in five PTS patients from two unrelated families. Ex vivo brain autopsy material demonstrated innate immune inflammation with calcification and polymicrogyria. In vitro, patient fibroblasts displayed severely enhanced IFN-induced inflammation, which was completely rescued by lentiviral transduction of USP18. These findings add USP18 deficiency to the list of genetic disorders collectively termed type I interferonopathies. Moreover, USP18 deficiency represents the first genetic disorder of PTS caused by dysregulation of the response to type I IFNs. Therapeutically, this places USP18 as a promising target not only for genetic but also acquired IFN-mediated CNS disorders.

Abstract ANK3 encodes ankyrin‐G, a protein involved in neuronal development and signaling. Alternative splicing gives rise to three ankyrin‐G isoforms comprising different domains with distinct expression patterns. Mono‐ or biallelic ANK3 variants are associated with non‐specific syndromic intellectual disability in 14 individuals (seven with monoallelic and seven with biallelic variants). In this study, we describe the clinical features of 13 additional individuals and review the data on a total of 27 individuals (16 individuals with monoallelic and 11 with biallelic ANK3 variants) and demonstrate that the phenotype for biallelic variants is more severe. The phenotypic features include language delay (92%), autism spectrum disorder (76%), intellectual disability (78%), hypotonia (65%), motor delay (68%), attention deficit disorder (ADD) or attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) (57%), sleep disturbances (50%), aggressivity/self‐injury (37.5%), and epilepsy (35%). A notable phenotypic difference was presence of ataxia in three individuals with biallelic variants, but in none of the individuals with monoallelic variants. While the majority of the monoallelic variants are predicted to result in a truncated protein, biallelic variants are almost exclusively missense. Moreover, mono‐ and biallelic variants appear to be localized differently across the three different ankyrin‐G isoforms, suggesting isoform‐specific pathological mechanisms.

Nuclear pore complexes (NPCs) regulate nucleocytoplasmic transport and are anchored in the nuclear envelope by the transmembrane nucleoporin NDC1. NDC1 is essential for post-mitotic NPC assembly and the recruitment of ALADIN to the nuclear envelope. While no human disorder has been associated to one of the three transmembrane nucleoporins, biallelic variants in AAAS, encoding ALADIN, cause triple A syndrome (Allgrove syndrome). Triple A syndrome, characterized by alacrima, achalasia, and adrenal insufficiency, often includes progressive demyelinating polyneuropathy and other neurological complaints. In this report, diagnostic exome and/or RNA sequencing was performed in seven individuals from four unrelated consanguineous families with AAAS-negative triple A syndrome. Molecular and clinical studies followed to elucidate the pathogenic mechanism. The affected individuals presented with intellectual disability, motor impairment, severe demyelinating with secondary axonal polyneuropathy, alacrima, and achalasia. None of the affected individuals has adrenal insufficiency. All individuals presented with biallelic NDC1 in-frame deletions or missense variants that affect amino acids and protein domains required for ALADIN binding. No other significant variants associated with the phenotypic features were reported. Skin fibroblasts derived from affected individuals show decreased recruitment of ALADIN to the NE and decreased post-mitotic NPC insertion, confirming pathogenicity of the variants. Taken together, our results implicate biallelic NDC1 variants in the pathogenesis of polyneuropathy and a triple A-like disorder without adrenal insufficiency, by interfering with physiological NDC1 functions, including the recruitment of ALADIN to the NPC.

Biallelic variants in thioredoxin-related transmembrane 2 protein (TMX2) can cause a brain malformation of cortical development (MCD), characterized by primary microcephaly, polymicrogyria and pachygyria by an unknown mechanism. To better understand and visualize how TMX2 loss disrupts brain development in vivo we investigated the function of TMX2, using the zebrafish embryo as a model system. We generated zebrafish deficient for TMX2 ortholog tmx2b, which during the first 2 days post fertilization (dpf) showed normal behavioral activity and brain developmental hallmarks. From 3 dpf onwards however, tmx2b mutants failed to exhibit locomotor activity, which was accompanied by cell death primarily in the brain, but not in other organs or in the spinal cord. Strikingly, cell death in tmx2b mutants occurs specifically in newborn neurons within a ~1.5-hour timeframe, whereas neuronal progenitor and other glial cells are preserved, and could be suppressed by inhibiting neuronal activity. In vivo GCaMP6s calcium imaging showed a persistent ~2-fold increase in calcium in neurons after the onset of cell death. This suggests that calcium homeostasis underlies the tmx2b mutant brain phenotype. Altogether, our results indicate that TMX2 is an evolutionary conserved, protective regulator essential specifically for newborn neurons to survive after their differentiation in the vertebrate embryonic brain.