Clinical and biochemical signs in Fleckvieh cattle with genetically confirmed Fanconi-Bickel syndrome (cattle homozygous for Fleckvieh haplotype 2)

Klinische und biochemische Kennzeichen von Fleckviehrindern mit genetisch bestätigtem Fanconi-Bickel-Syndrom (Rinder homozygot für den Fleckvieh Haplotyp 2)

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 129, 132-137

DOI: 10.2376/0005-9366-129-132

© Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. 2016

Publiziert: 03/2016

Summary

Fanconi-Bickel Syndrome (FBS) is an autosomal recessive disorder of the carbohydrate metabolism, which has been reported in human and some animals (OMIA 000366-9913). In Fleckvieh cattle it is caused by mutations in SLC2A2, a gene encoding for glucose transporter protein 2 (GLUT2), which is primarily expressed in liver, kidney, pancreas and intestines. The causal mutation resides in a previously reported Fleckvieh Haplotype 2 (FH-2). FH-2 homozygous individuals are rare, but due to widespread use of heterozygous bulls in artificial insemination, heterozygous animals are likely to be present in a larger number in the cattle population.
Two clinical cases of Fleckvieh cattle with a syndrome resembling the phenotypic appearance of FBS are presented in the present study describing the association between the clinical manifestations of FBS and the postulated frameshift mutation in bovine SLC2A2. Clinical examination showed poor growth, retarded development, polyuria, and polydipsia. Laboratory analyses showed an increased plasma glucose but normal insulin concentration and increased renal glucose excretion. Histopathological examination of kidney and liver samples revealed massively increased liver glycogen storage and nephrosis. Sires of both cases were tested positive for being heterozygous carriers for the same frameshift mutation in SLC2A2 as was originally reported in Fleckvieh cattle. DNA of both cases described was analyzed and Sanger sequencing confirmed homozygosity for the frameshift mutation in SLC2A2.

Zusammenfassung

Das Fanconi-Bickel-Syndrom (FBS) ist ein autosomal rezessiver Defekt des Kohlenhydratstoffwechsels, der beim Menschen und einigen Tierarten nachgewiesen werden konnte. Bei Fleckviehrindern wird das FBS durch eine Mutation in SLC2A2, einem Gen das für den Glukosetransporter 2 (GLUT2) kodiert, verursacht. GLUT2 wird hauptsächlich in Leber, Niere, Pankreas und Darm exprimiert. Die kausale Mutation resultiert im bereits beschriebenen Fleckvieh Haplotype 2 (FH-2), von dem homozygote Tiere in der Fleckviehpopulation selten sind, jedoch ist durch den weitverbreiteten Einsatz der künstlichen Besamung eine weite Verbreitung von heterozygoten Tieren sehr wahrscheinlich. Zwei klinische Fälle bei männlichen Fleckviehrindern, welche die phänotypische Ausprägung des FBS zeigten, werden in dieser Studie vorgestellt, um die Assoziation zwischen den klinischen Symptomen und der postulierten Frameshift Mutation im bovinem SLC2A2 zu zeigen. Die klinische Untersuchung zeigte schwachen körperlichen Wuchs, zurückgebliebene Entwicklung, Polyurie und Polydipsie. Die Laboruntersuchungen zeigten erhöhte Plasmaglukosekonzentrationen bei physiologischen Insulinwerten und Glukosurie. In der pathohistologischen Untersuchung konnte eine massiv erhöhte Glukosespeicherung in der Leber und eine interstitielle Nephritis gezeigt werden. Die Väter beider vorgestellter Tiere wurden als heterozygote Träger und die zwei vorgestellten Tiere als homozygot für die Frameshift Mutation in SLC2A2 durch Sanger Sequenzierung bestätigt.