Investigating the expression of Y76C and D51A gene variants in indivduals with hypothyroidism and diabetes

الخلايا اللمفاوية الثيموسية ثنائية السلبية (DN) تتمايز إلى خلايا T ناضجة تعبر عن TCRαβ أو TCRγδ. يرتبط تكوين الخلايا اللمفاوية في الثيموس بالتحور المتزامن لـ TCR-β وTCR-δ وTCR-γ في مواقع TCRB وTCRA-TCRD وTCRG، على التوالي. بعد التحور المنتج لموقع TCRB، يتحد سلسلة TCR-β مع بروتين pre-TCRα. يُعبر عن الـ pre-TCR الناتج على سطح الخلية وسيعزز دفعة من التكاثر والتمايز إلى خلايا ثيموسية إيجابية مزدوجة (DP) تعبر عن CD4 وCD8. في مرحلة DP، يبدأ موقع TCRA في التحور. يؤدي التحور المنتج لـ TCRα إلى حذف TCR-δ ضمن موقع TCRA-TCRD، وسيتم التعبير عن TCRαP على سطح الخلية. ستخضع هذه TCRα لاختيار إيجابي في قشرة الثيموس لضمان التعرف على MHC-I أو -II، والتمايز إلى خلايا ثيموسية إيجابية مفردة (SP) تعبر عن CD4 أو CD8. لتجنب إنتاج خلايا T ذاتية التفاعل، تمر خلايا SP خلال اختيار سلبي ضد الأنتيجينات الذاتية في لب الثيموس. إما أن تموت خلايا الثيموس ذاتية التفاعل عبر الاستماتة (حذف كلوني) أو تتمايز إلى خلايا T تنظيمية (تحويل كلوني). في هذا السياق، غير معروف نوع الفينوتيب لقصور human pre-TCRα. وُجد أن النسختين الطبيعيتين (D51A وY76C) تتمتعان بقدرة منخفضة للغاية لـ PTCRA في استقرار CD3 وTCR-β على سطح الخلية في خط خلايا Jurkat المفقودة لـ TCR-α. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد الطفرات المفقودة للوظيفة في مرضانا، وأظهرت هاتان الطفرتان أيضًا فقدانًا للوظيفة في قدرتها على تحفيز علامة التنشيط CD69 في نظام خلايا Jurkat المفقودة لـ TCR-α. تعد متغيرات جين PTCRA شائعة في الخليج، وتحتوي تغايرها الوراثي على قصور الغدة الدرقية، وهو مرتفع جدًا في الكويت. يتواجد SNP لـ PTCRA rs200942121 في حوالي 2% من السكان ويكون أعلى (نحو 4%) في الأفراد المصابين بداء السكري من النوع 2 (T2D). أظهرت بياناتنا أيضًا أن إثنية الأفراد المدروسين المصابين بـ T2D كانت كويتية ذات أصل فارسي، وهو مشابه لدراسات السكان الأخرى. نفترض أن متغيرات جين PTCRA تكون غنية، وأن النسخة D51A هي أليل شائع للمرض المناعي الذاتي، في السكان الكويتيين. لذلك، نهدف إلى تحديد وتصنيف الأفراد الحاملين للنسخ Y76C أو D51A في السكان الكويتيين.

Double negative (DN) thymocytes differentiate into mature TCRαβ- or TCRgδ-expressing T cells. Early thymopoiesis is associated with simultaneous TCR-β, TCR-δ and TCR-g rearrangement at the TCRB, TCRA-TCRD and TCRG locus, respectively. Following productive TCRB locus rearrangement, the TCR-β chain will dimerize with the pre-TCRα protein. The resulting pre-TCR is expressed at the cell surface and will promote a burst of proliferation and differentiation to CD4 and CD8 double positive (DP) thymocytes. At the DP stage, the TCRA locus starts to rearrange. A productive TCRa rearrangement leads to TCR-6 deletion within the TCRA-TCRD locus, and a TCRaP will be expressed at cell surface. This TCRα will go through positive selection in the thymic cortex to ensure recognition of an MHC-I or -II, and differentiation to CD4 or CD8 single positive (SP) thymocytes. To avoid the production of autoreactive T cells, SP thymocytes go through negative selection against self-antigens in the thymic medulla. Autoreactive thymocytes either die by apoptosis (clonal deletion) or differentiate into regulatory T cells (clonal diversion). In this context, the phenotype of human pre-TCRα deficiency is unknown. The two natural variants (D51A and Y76C) were found to be severely hypomorphic for the ability of PTCRA to stabilize CD3 and TCR-β at the cell surface of a TCR-α deficient Jurkat cell line. In addition, loss of function mutations was identified in our patients, and these two mutations also showed loss of function for their ability to induce the activation marker CD69 in the TCR-α deficient Jurkat cell system. The PTCRA gene variants are common in the Gulf, and its homozygosity underlies hypothyroidism, which is very high in Kuwait. The PTCRA SNP rs200942121 is present in about 2% of the population and is higher (near 4%) in individuals with type 2 diabetics (T2D). Our data also showed that the ethnicity of the studied individuals with T2D were Kuwaiti of Persian origin, which was similar to other population studies. We hypothesize that PTCRA gene variants are enriched, and that the D51A variant is a common allele of autoimmunity, in the Kuwaiti population. Therefore, we aim to identify and characterize individuals with the Y76C or D51A variants in the Kuwaiti population.