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A variant in IL6ST with a selective IL-11 signaling defect in human and mouse

Bone Research 2020年第2期8卷 157-168页

作者： Tobias Schwerd Freia Krause Stephen R.F.Twigg dominik aschenbrenner Yin-Huai Chen Uwe Borgmeyer Miryam Müller Santiago Manrique Neele Schumacher Steven A.Wall Jonathan Jung Timo Damm Claus-Christian Glüer Jürgen Scheller Stefan Rose-John E.Yvonne Jones Arian Laurence Andrew O.M.Wilkie Dirk Schmidt-Arras Holm H.Uhlig Translational Gastroenterology Unit John Radcliffe HospitalUniversity of OxfordOxfordUK Department of Pediatrics Dr von Hauner Children’s HospitalLMU MunichMunichGermany Christian-Albrechts-University Kiel Institute of BiochemistryKielGermany Clinical Genetics Group MRC Weatherall Institute of Molecular MedicineUniversity of OxfordJohn Radcliffe HospitalOxfordUK Center for Molecular Neurobiology Hamburg(ZMNH) University Medical Center Hamburg-EppendorfHamburgGermany Division of Structural Biology Wellcome Trust Centre for Human GeneticsUniversity of OxfordOxfordUK Craniofacial Unit Department of Plastic and Reconstructive SurgeryOxford University Hospitals NHS Foundation TrustJohn Radcliffe HospitalOxfordUK Section Biomedical Imaging Department of Radiology and NeuroradiologyUniversity Medical Center Schleswig-HolsteinKielGermany Institute of Biochemistry and Molecular Biology Ⅱ Medical FacultyHeinrich-Heine-UniversityDüsseldorfGermany Department of Paediatrics University of OxfordOxfordUK NIHR Oxford Biomedical Research Centre OxfordUK The Beatson Institute for Cancer Research GlasgowUK School of Medicine University of GlasgowGlasgowUK

The GP130 cytokine receptor subunit encoded by IL6ST is the shared receptor for ten cytokines of the IL-6 family. We describe a homozygous non-synonymous variant in IL6 ST(p.R281 Q) in a patient with craniosynostosis and retained deciduous teeth. We characterize the impact of the variant on cytokine signaling in vitro using transfected cell lines as well as primary patient-derived cells and support these findings using a mouse model with the corresponding genome-edited variant Il6 st p.R279 Q. We show that human GP130 p.R281 Q is associated with selective loss of IL-11 signaling without affecting IL-6, IL-27, OSM, LIF, CT1, CLC, and CNTF signaling. In mice Il6 st p.R279 Q lowers litter size and causes facial synostosis and teeth abnormalities. The effect on IL-11 signaling caused by the GP130 variant shows incomplete penetrance but phenocopies aspects of IL11 RA deficiency in humans and mice. Our data show that a genetic variant in a pleiotropic cytokine receptor can have remarkably selective defects.

关键词： IL11 cytokine facial

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