Role of KCTD1 for primary hyperparathyroidism

综述：甲状旁腺激素释放激素(PTH)是钙离子和磷酸盐的中枢调节因子，也是体内的动态平衡调节因子。 从而为骨骼和矿化提供必不可少的物质。在原发性甲状旁腺功能亢进症和甲状旁腺功能亢进症(PTG)中，甲状旁腺激素(PTGs)可以产生。 尽管血清钙离子水平正常或高水平，甲状旁腺素水平仍会增加。这是其分子生物学机制之一。 正常情况下，甲状旁腺激素基因在甲状旁腺细胞中的转录调控机制没有明确的定义。 生产能力也受到控制其蛋白质稳定性或细胞分泌能力的机制的影响。 PTH生产过程的转录后监管机构的监督对于我们更好地理解基础知识是非常重要的。 控制PTH生产的机制。在这里，我们已经确定了一个包含PTH生产的BTB--领域--核。 蛋白质KCTD1是PTH生产过程中一种新颖的关键调控因子，因此我们建议在PTG中缺乏KCTD1。 导致原发性甲状旁腺功能亢进症的原因是KCTD1介导的转录和抑制基因的丢失。 我们已经产生了KCTD1lacZ小鼠和KCTD1lacZ-/-小鼠，结果表明KCTD1lacZ在小鼠中表达很强。 PTG表明，缺乏KCTD1基因的小鼠的甲状旁腺素活性、血清PTH水平和高血钙症的发生率都大大增加。 此外，KCTD 1基因在人类甲状旁腺组织中也有表达。KCTD 1基因缺失的小鼠可能会发生骨矿化。 一些甲状旁腺机能亢进症患者也出现异常。值得注意的是，一些患者的骨骼也出现了异常。 在KCTD-1/-1小鼠中，发现了许多患有头皮-耳-乳头综合征的患者的表型和骨缺陷，我们在其中发现了这种缺陷。 KCTD1是一种错误的突变。我们要解决的问题是，在KCTD1-/-小鼠体内观察到的这些异常是否是一种疾病。 KCTD 1的损失的后果具体体现在两个PTG中，或者KCTD 1在其他联合国机构中的职能是否会有所贡献。 为了更好地了解观察到的表型，我们已经产生了一些缺乏KCTD1的小鼠，这些小鼠只在PTG中表达，而在PTG中表达不明显。 荧光分析记者发现了一个等位基因，使我们能够从这些小鼠(PTH--CRE+KCTD1fl/flEYFP+11小鼠)中分离出PTG。 我们将把这些小鼠的基因表型与KCTD-1/-基因小鼠观察到的基因表型进行比较，从而确定是否存在基因突变。 观察到的甲状旁腺机能亢进症和骨缺陷是KCTD 1缺乏的主要后果，而KCTD 1缺乏是唯一的原因。 PTGS.KCTD1可以作为转录抑制因子发挥作用，也可以作为典型的β-连环蛋白的转录抑制因子发挥作用。 为了确定KCTD 1如何调控甲状旁腺素的生产，我们将在甲状旁腺激素的解剖后的PTG中进行测试。 Cre+KCTD1fl/flEYFP+小鼠：KCTD 1是否通过转录抑制或转录抑制调节甲状旁腺素的产生 通过对甲状旁腺激素蛋白稳定性或细胞分泌功能的影响，以及是否影响甲状旁腺激素生产的敏感性。 作为对钙离子变化的回应，我们将继续调查信号传导信号WnT/β-连环蛋白是否增加。 在PTG中，他们缺乏KCTD 1基因，以及β-连环蛋白抑制剂是否能有效地拯救PTH产量增加的问题。 我们将在未来的PTG中确定KCTD 1的下游目标。因此，鉴于我们的研究范围广泛，这一科学的前提是非常高的。 初步的数据显示了PTG特异的KCTD和KO小鼠模型的可用性，以及拟议的新实验的可用性。 一个非常重要的临床意义在于我们对甲状旁腺机能亢进症的病理机制的进一步了解。

SUMMARY:  Parathyroid  hormone  (PTH)  is  a  central  regulator  of  calcium  and  phosphate  homeostasis  and  thereby  essential  for  bone  mineralization.  In  primary  hyperparathyroidism  parathyroid  glands  (PTGs)  produce  increased  amounts  of  PTH  despite  normal  or  high  serum  calcium  levels.  The  molecular  mechanisms  that  normally  control  transcriptional  regulation  of  PTH  in  parathyroid  cells  are  poorly  defined.  Moreover,  PTH  production is also influenced by mechanisms that control its protein stability or secretion from cells. Identifying  transcriptional or posttranscriptional regulators of PTH production is important for our understanding of the basic  mechanisms  that  control  PTH  production.  Here,  we  have  identified  the  BTB-­domain-­containing  nuclear  protein KCTD1 as a novel key regulator of PTH production and we propose that lack of KCTD1 in PTGs  leads  to  primary  hyperparathyroidism  through  loss  of  KCTD1-­mediated  transcriptional  repression  of  PTH. We generated KCTD1lacZ reporter mice and KCTD1-­/-­ mice and show that KCTD1 is strongly expressed in  PTGs  and  that  mice  lacking  KCTD1  have  highly  increased  active  PTH  serum  levels  and  hypercalcemia.  Moreover, KCTD1 is expressed in human parathyroid tissue as well. KCTD1-­/-­ mice develop bone mineralization  abnormalities, as they are seen in patients with hyperparathyroidism. Notably, some of the bone abnormalities  in KCTD1-­/-­ mice phenocopy bone defects seen in patients with Scalp-­Ear-­Nipple syndrome in which we identified  KCTD1  missense  mutations.  To  address  the  question  if  the  abnormalities  observed  in  KCTD1-­/-­  mice  are  a  consequence of loss of KCTD1 specifically in the PTGs or whether functions of KCTD1 in other organs contribute  to  the  observed  phenotype  as  well,  we  have  generated  mice  that  lack  KCTD1  only  in  PTGs  and  express  a  fluorescent  reporter  allele,  allowing  us  to  dissect  PTGs  from  these  mice  (PTH-­Cre+KCTD1fl/flEYFP+  mice).  We  will compare the phenotypes in these mice with those observed in KCTD1-­/-­ mice and thereby determine if the  observed  hyperparathyroidism  and  bone  defects  are  a  consequence  of  KCTD1  deficiency  exclusively  in  the  PTGs.  KCTD1  can  function  as  a  transcriptional  repressor  and  as  an  inhibitor  of  canonical  Wnt/β-­catenin  signaling.  To  determine  how  KCTD1  regulates  PTH  production  we  will  test  in  dissected  PTGs  of  PTH-­ Cre+KCTD1fl/flEYFP+  mice  whether  KCTD1  regulates  PTH  production  through  transcriptional  repression  or  through effects on protein stability or cellular secretion of PTH and whether it affects sensitivity of PTH production  in response to changes in calcium. We will investigate whether canonical Wnt/β-­catenin signaling is increased  in PTGs that lack KCTD1 and whether β-­catenin inhibitors can rescue the increased PTH production. RNA-­Seq  will  identify  downstream  targets  of  KCTD1  in  PTGs.  Thus,  the  scientific  premise  is  high  given  our  extensive  preliminary data and the availability of the PTG-­specific KCTD1 KO mice, and the proposed experiments have  an important clinical significance for our understanding of pathomechanisms involved in hyperparathyroidism.