background image

© The Author(s) 2024. Published by Oxford University Press  on beha lf of the Endocrine Society. This is a n Open 

Access a rticle distributed under the terms of the Crea tive Commons Attribution-NonCommercia l-NoDerivs licence 

(https://crea tivecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/), which permits non-commercia l reproduction a nd distribution 

of the work, in a ny medium, provided the origina l work is not a ltered or tra nsformed in a ny wa y, a nd tha t the work 

is properly cited. For commercia l re-use, plea se conta ct reprints@oup.com for reprints a nd tra nsla tion rights for 

reprints. All  other permissions ca n be obta ined through our RightsLink service via  the Permissions link on the  a rticle 

pa ge on our site—for further informa tion plea se contact journa ls.permissions@oup.com.

 

1

 

Characterization of 35 novel NR5A1/SF-1 variants identified in individuals with 

atypical sexual development: The SF1next study 

Rawda Naamneh Elzenaty

1,2,3,*

, Idoia Martinez de Lapiscina

1,2,4,5,6,7,*

, Chrysanthi 

Kouri

1,2,3

, Kay-Sara Sauter

1,2

, Grit Sommer

1,2

,  Luis Castaño

4,5,6,7,8,9

, Christa E. Flück

1,2, #

on behalf of the 

SF1next

 study group. 

 

1

Pediatric Endocrinology, Diabetology and Metabolism, Department of Pediatrics, 

Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, Bern, Switzerland. 

2

Department 

of BioMedical Research, University of Bern, Bern, Switzerland. 

3

Graduate School for 

Cellular and Biomedical Sciences, University of Bern, Bern, Switzerland.

4

Research into 

10 

the genetics and control of diabetes and other endocrine disorders, Biobizkaia Health 

11 

Research Institute, Cruces University Hospital, Barakaldo, Spain. 

5

CIBER de Diabetes y 

12 

Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM), Instituto de Salud Carlos III, 

13 

Madrid, Spain. 

6

CIBER de Enfermedades Raras (CIBERER), Instituto de Salud Carlos III, 

14 

Madrid, Spain. 

7

Endo-ERN, Amsterdam, The Netherlands. 

8

Department of Pediatric 

15 

Endocrinology, Cruces University Hospital, Barakaldo Spain. 

9

University of the Basque 

16 

Country (UPV-EHU), Leioa, Spain.  

17 

 

18 

*

These authors contributed equally to this work 

19 

 

20 

#

Corresponding author: Christa E. Flück, Pediatric Endocrinology, Diabetology and 

21 

Metabolism; 

University Children’s Hospital Bern; Freiburgstrasse 65 / C845; 3010 Bern; 

22 

Switzerland 

23 

E-mail: christa.flueck@unibe.ch 

24 

ORCID: 0000-0002-4568-5504 

25 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

 

Conflict of interest: all authors declare no conflict of interest. 

Keywords: Steroidogenic factor 1 (SF-1/

NR5A1

), Differences of sex development (DSD), 

broad phenotype, genotype-phenotype correlation 

 

 

Abstract 

Context 

Steroidogenic factor 1 (

NR5A1

/SF-1) is a nuclear receptor that regulates sex 

development, steroidogenesis and reproduction. Genetic variants in 

NR5A1

/SF-1 are 

common among differences of sex development (DSD) and associate with a wide range 

of phenotypes, but their pathogenic mechanisms remain unclear.  

10 

Objective 

11 

Novel, likely disease-causing 

NR5A1

/SF-1 variants from the SF1next cohort of 

12 

individuals with DSD were characterized to elucidate their pathogenic effect. 

13 

Methods 

14 

Different 

in silico

 tools were used to predict the impact of novel 

NR5A1

/SF-1 variants on 

15 

protein function. An extensive literature review was conducted to compare and select the 

16 

best functional studies for testing the pathogenic effect of the variants in a classic cell 

17 

culture model. The missense 

NR5A1

/SF-1 variants were tested on the promoter 

18 

luciferase reporter vector 

-152CYP11A1

_pGL3 in HEK293T cells and assessed for their 

19 

cytoplasmic/nuclear localization by Western blot. 

20 

Results 

21 

Thirty-five novel 

NR5A1

/SF-1 variants were identified in the SF1next cohort. Seventeen 

22 

missense 

NR5A1

/SF-1 variants were functionally tested. Transactivation assays showed 

23 

reduced activity for 40% of the variants located in the DNA binding domain and variable 

24 

activity for variants located elsewhere. Translocation assessment revealed three variants 

25 

(3/17) with affected nuclear translocation. No clear genotype-phenotype, structure-

26 

function correlation was found. 

27 

 

28 

 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

 

Conclusions 

Genetic analyses and functional assays do not explain the observed wide phenotype of 

individuals with these novel 

NR5A1

/SF-1 variants. In nine individuals, additional likely 

disease-causing variants in other genes were found, strengthening the hypothesis that 

the broad phenotype of DSD associated with

 NR5A1

/SF-1 variants may be caused by an 

oligogenic mechanism. 

Introduction

 

Differences of sex development (DSD) are rare, mostly genetic disorders and comprise a 

group of heterogenous conditions that lead to atypical chromosomal, gonadal, and/or 

anatomic sex development and related function (1). Since the Chicago consensus in 

10 

2005 (1),  DSD are grouped into main categories of chromosomal, 46,XY and 46,XX DSD 

11 

that are further divided in different subgroups. Still, genotypic and phenotypic 

12 

characteristics of DSD are very broad and variable, and they may or may not be more 

13 

specific for certain subgroups. For people with DSD, it is important to have an exact 

14 

diagnosis at the molecular level for receiving specific information on health outcomes and 

15 

treatment options as well as for genetic counselling (2, 3). Although advancements in 

16 

genetics have enhanced the knowledge in the field of DSD significantly, current genetic 

17 

approaches still fail to find the underlying molecular diagnosis in about half of individuals 

18 

with a DSD. Chromosomal and monogenic DSD with a characteristic genotype-

19 

phenotype correlation such as Turner or Klinefelter syndrome and DSD associated with 

20 

congenital adrenal hyperplasia or complete androgen insensitivity seem easy to diagnose 

21 

(2-5).  DSD caused by variants in genes manifesting with a broad phenotype like 

22 

NR5A1

/SF-1, 

SOX9, SOX8

 and 

DHH 

are more difficult to diagnose

 

(6-9), and those that 

23 

are most difficult to diagnose are when next-generation sequencing (NGS) approaches 

24 

reveal multiple candidate gene variants classified as variants of unknown significance 

25 

(VUS) by current guidelines (10). 

26 

 

27 

Variants in 

NR5A1

/SF-1 are reported causative in approximately 15% of all cases of 

28 

46,XY DSD (11). 

NR5A1/

SF-1 is a transcription factor that regulates expression of 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

 

multiple genes and interacts with many proteins involved in sex and adrenal 

development, steroidogenesis and reproduction (12). The first human 

NR5A1/

SF-1 gene 

variant was reported in a 46,XY DSD individual with adrenal failure and complete gonadal 

dysgenesis (13). Thereafter, the gonadal and reproductive phenotype associated with 

human 

NR5A1/

SF-1 variants became predominant and encompassed a broad spectrum 

including 46,XY and 46,XX individuals with DSD, spermatogenic failure, primary ovarian 

insufficiency (POI) and even healthy carriers (14, 15). But an explanation for this broad 

phenotypic manifestation is still missing. 

Reported 

NR5A1/

SF-1 disease-causing variants are found throughout the whole gene 

without obvious hot spots and can be missense, nonsense, small insertions

–deletions 

10 

(indels), complete gene deletions or splice-site variants. They are mostly found in 

11 

heterozygosis and only a few are compound heterozygous or homozygous (16).  

12 

To confirm pathogenicity, many 

NR5A1/

SF-1 variants found in individuals with a DSD 

13 

have been tested by 

in vitro 

cell-based studies. 

NR5A1/

SF-1 variants located in the DNA 

14 

binding domain (DBD) of the SF-1 protein revealed consistently impaired transactivation 

15 

activity when studied on different gene promoters, whereas promoter studies testing 

16 

variants located in the hinge region (HR) and the ligand binding domain (LBD) showed 

17 

variable results (16, 17). For heterozygous 

NR5A1/

SF-1 variants, a dominant negative 

18 

effect where the mutated protein disrupts the function of the normal protein, even when 

19 

present in only one copy, has never been found (16, 18-30), and also haploinsufficiency 

20 

seems unlikely to explain the highly variable phenotype between individuals with the 

21 

same 

NR5A1/

SF-1 variant and even between family members (31).  

22 

Similarly, protein modelling and structure-function prediction attempts failed to explain 

23 

pathogenicity of variants consistently (16, 19, 32, 33). 

24 

Thus, all these studies did not find a phenotype-genotype-function correlation.  

25 

More recently, oligogenic inheritance (2, 7, 17, 31, 34-38), genetic variants in non -coding 

26 

regulatory elements (39), variable allelic expression (7, 35), epigenetic regulation and 

27 

environmental factors (40) have been suggested as possible explanations for the broad 

28 

manifestation of DSD associated with 

NR5A1/

SF-1 variants. 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

 

 

Therefore, to gain further insight into DSD related to 

NR5A1/

SF-1, we set up a large 

international collaboration in the 

SF1next 

study where we collected existing data on 

phenotype and genotype of the largest cohort to date of 197 individuals harbouring a 

NR5A1/

SF-1 variant (41). In this cohort, 35 novel 

NR5A1/

SF-1 variants were reported 

that had not been characterized previously. Here we provide the clinical, genetic and 

functional characterization of these novel variants. We used various bioinformatic 

methods and performed classic cell-based functional studies aiming at elucidating their 

disease-causing effects. 

 

10 

Materials  and Methods

 

11 

Literature search for functional studies of NR5A1/SF-1 variants 

12 

We used the Human Gene Mutation Database (HGMD, by April 2022) to search for 

13 

publications, in which functional studies were performed to assess the pathogenicity of 

14 

missense 

NR5A1/

SF-1 variants; these included transactivation studies with promoter 

15 

reporters  in classic cell models (Supplementary table 1)(42) and other studies such as 

16 

protein expression, nuclear transfer and DNA binding (Supplementary table 2)(42). In 

17 

Supplementary table 3 we also collected clinical and genetic data from patients 

18 

harbouring the corresponding variants(42).  

19 

 

20 

Ethical approval

 

21 

Written informed consent was obtained from all participants and/or their parents. The 

22 

study was approved by the I-DSD registry (UKCRN ID12729) and the local ethical 

23 

committees responsible for the participating clinicians, for Switzerland Swiss Ethics 

24 

(BASEC ID 2016-01210).  

25 

 

26 

Case reports and genetic analyses

 

27 

The 39 patients with a DSD carrying 35 novel 

NR5A1/

SF-1 variants included in this work 

28 

are part of the 

SF1next

 study cohort (41). Clinical and genetic data were provided 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

 

anonymized by the responsible clinicians through REDCap (Research Electronic Data 

Capture). To classify the severity of the DSD phenotype of the patients, we used a 

modified external genitalia score (EGS) based on the karyotype and characteristics of the 

external genitalia at birth or before genital surgery (41). We considered the identified 

NR5A1/

SF-1 variants as novel when not reported before and/or when 

in vitro

 functional 

studies hadn’t been performed. In these patients we also assessed the possible 

pathogenicity of additional gene variants reported through REDCap. 

 

In silico analyses and variant classification

 

We searched for previously reported clinical associations in ClinVar and HGMD 

10 

databases and the literature (e.g. PubMed). Among the variants considered as novel for 

11 

this study, 29/35 had not been reported before and 6/35 had been reported in the 

12 

literature but no 

in vitro

 functional testing was done. 

13 

We predicted the possible effect of identified novel nonsynonymous genetic variants on 

14 

the structure and function of the protein using Polyphen -2, (Polymorphism Phenotyping 

15 

v2, http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/), Panther (Protein ANalysis THrough 

16 

Evolutionary Relationships, http://www.pantherdb.org/tools/csnpScore.do), SNPs and Go 

17 

(https://snps-and-go.biocomp.unibo.it/snps-and-go/), CADD (Combined Annotation 

18 

Dependent Depletion, https://cadd.gs.washington.edu/) and the calibrated scores given 

19 

by VarSome (43) for Revel (Rare Exome Variant Ensemble Learner), SIFT (Scale-

20 

invariant feature transform), Provean (Protein Variation Effect Analyzer), Mutation taster 

21 

and M-CAP (Mendelian Clinically Applicable Pathogenicity) (see supplementary table 

22 

4)(42).  Variants were classified for pathogenicity according to the standards and 

23 

guidelines of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) (10) 

24 

using VarSome (43).  

25 

 

26 

In vitro testing of transactivation  activity

 

27 

Promoter luciferase reporter vector of human

 -152CYP11A1

_pGL3, HA-tagged wild-type 

28 

(WT)  cDNA of 

NR5A1/

SF-1 in pcDNA3, empty control vector pcDNA3, and 

Renilla

-TK 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

 

(pRL-

TK

) were all available from previous work (16).  The HA-tagged human 

NR5A1/

SF-1 

cDNA (NM 004959.5) containing pcDNA3 vector was used as a template to generate the 

novel 

NR5A1/

SF-1 variant expression vectors by PCR-based site directed mutagenesis 

using specific primers (Supplementary table 5)(42) and the QuickChange protocol by 

Stratagene (Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, USA). Only the variant 

NR5A1/

SF-1 expression vector containing c.977G>T was custom made (GenScript, 

Piscataway, NJ, USA). The coding sequences of all mutant expression vectors were 

confirmed by direct sequencing. 

Non-steroidogenic, human embryonic kidney HEK293T cells were cultured as previously 

described (16). For promoter activity experiments, cells were cultured on 12-well plates 

10 

and transiently transfected with 200 ng WT or mutant 

NR5A1/

SF-1 expression vectors, 

11 

800 ng of the promoter luciferase reporter construct

 -152CYP11A1

_pGL3, and 30 ng of 

12 

the pRL-TK

 

vector as an endogenous control using Lipofectamine 2000

TM

 (Invitrogen, 

13 

Glasgow, UK) in Opti-MEM (1X)-reduced serum medium (Gibco, Thermo Fisher 

14 

Scientific, US). Forty-eight hours after transfection, cells were washed with PBS, lysed 

15 

and assayed for luciferase activity with a dual- luciferase assay using a microplate 

16 

Luminometer reader (Fluoroskan Ascent

®

 FL & Fluoroskan Ascent

®

, Thermo Fisher). 

17 

Specific 

Firefly

 luciferase readings were standardized against 

Renilla

 luciferase control 

18 

readings. Experiments were repeated two to four times in duplicates and data were 

19 

summarized giving the mean ± standard error of the mean (SEM). Statistical significance 

20 

was examined by the Student’s t-test (GraphPad Prism, GraphPad Software, Boston, 

21 

MA, USA). 

22 

 

23 

Assessment of nuclear transfer of wild-type and variant NR5A1/SF-1

 

24 

HEK293T cells were cultured on 6-well plates and transiently transfected with WT or 

25 

mutant 

NR5A1/

SF-1 expression vectors using Lipofectamine 2000

TM

 (Invitrogen) in Opti-

26 

MEM (1X)-reduced serum medium (Gibco). 48 hours after transfection, cells were 

27 

collected with trypsin and washed with PBS, and then immediately collected for preparing 

28 

cytoplasmic and nuclear extracts using the NE-PER

™ nuclear and cytoplasmic extraction 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

 

reagents according to the manufacturer’s instructions (Thermo Fisher Scientific). Protein 

concentrations were measured by the DC protein assay kit (Bio-Rad, Hercules, CA, 

USA). Nuclear and cytoplasmic protein fractions of WT and variant SF1 cell extracts were 

then analysed by Western blot with an antibody against HA-tag (RRID: AB_390918) for 

HA tagged-NR5A1/SF-1, Lamin B1 (RRID: AB_11002649) and Rab11 (RRID: 

AB_397984) as nuclear and cytoplasmatic markers, respectively. Expression of β-actin 

protein (RRID: AB_476692) was used as control. HA tagged-

NR5A1/

SF-1 and 

-Actin 

band intensity on Western blots were quantified by the FUSION FX6 software program of 

the FUSION FX EDGE Imaging System (Witec AG, Sursee, Switzerland). For exact 

information on antibodies used, see Supplementary table 6(42).  

10 

 

11 

Results 

 

12 

Review of reported promoter transactivation  studies of NR5A1/SF-1

 

variants in cell 

13 

models  

14 

To find the most successful functional assay system in a cell model for assessing 

15 

pathogenicity of novel 

NR5A1/

SF-1 variants, we reviewed the corresponding literature. 

16 

Overall, we found 313 experiments performed on 98 different missense 

NR5A1/

SF-1 

17 

variants (Supplementary table 1)(42). Non-steroidogenic cells were used in 280/313 

18 

(89.4%) experiments, with the HEK293T cell line being used most often (181/313, 

19 

57.8%).  In promoter transactivation assays, we found that the 

CYP11A1

 promoter 

20 

reporter was employed in 108/313 (34.5%) experiments, followed by promoter reporters 

21 

of 

AMH

 (45/313, 14.3%), 

CYP17A1

 (39/313, 12.4%) and TESCO

 

(40/313, 12.8%) 

22 

(Supplementary table 1) (42). In total, 63 transactivation experiments using a 

CYP11A1

 

23 

promoter  reporter in HEK293T cells were performed for 57 different 

NR5A1/

SF-1 

24 

variants. In 38 out of 63 (60.3%) experiments performed on 

NR5A1/

SF-1 variants

 

located 

25 

in the DBD, a significantly reduced activity was found. By contrast, variants located in the 

26 

HR or LBD of the SF-1 protein showed reduced activity in only 22% or 22.4%, 

27 

respectively (Supplementary table 1)(42). No dominant-negative effect was observed in 

28 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

 

26 studies that tested the combined impact of the variant together with the WT human 

NR5A1/

SF-1 expression vector (Supplementary table 1)(42).  

In addition to transcriptional activation experiments, other 

in vitro

 studies were performed 

using different methods and techniques (Supplementary table 2)(42). SF-1 protein 

expression was assessed by Western -blot (WB) for 50 

NR5A1/

SF-1 variants, and most 

variants (66%) showed similar protein expression to WT. Furthermore, 62 

NR5A1/

SF-1 

variants were tested for nuclear translocation using immunofluorescence (IF). Generally, 

variants located in the DBD impaired nuclear translocation more likely compared to 

variants located elsewhere. In addition, 

NR5A1/

SF-

1 variants’ binding to target gene 

promoters  such as steroidogenic enzymes, was tested with Electrophoretic Mobility-Shift 

10 

Assays (EMSA) in 18 studies (Supplementary table 2)(42). 

NR5A1/

SF-1 variants located 

11 

in the DBD and the LBD showed 75% and 67% reduced binding to their responsive 

12 

elements, respectively (Supplementary table 2)(42). Finally, structure predictions for 44 

13 

NR5A1/

SF-1 variants were performed using different 

in silico

 tools, and almost all studies 

14 

(89%) showed structural defects indicating that amino acid substitutions might affect 

15 

DNA, ligand and/or cofactor interactions (Supplementary table 2)(42). 

16 

Taken together, a correlation between genotypes and phenotypes has not been found so 

17 

far. For illustration: The DBD located 

NR5A1/

SF-1 variant c.43G>A, (p.Val15Met), 

18 

classified as pathogenic, was described in a patient with a severe 46,XY DSD phenotype 

19 

but also in a 46,XX female with typical genitalia and POI (20, 33). Similarly, variant 

20 

c.634G>A (p.Gly212Ser),  also classified as pathogenic, was found in a 46,XY male 

21 

without DSD but with a low sperm count, and a 46,XY female with sex reversal (38, 44). 

22 

 

23 

Clinical characteristics  of patients harbouring novel NR5A1/SF-1

 

variants 

24 

A summary of the clinical features of the 39 subjects harbouring novel 

NR5A1/

SF-1 

25 

variants is given in Table 1. Most of the patients had a 46,XY karyotype (36/39, 92.3%). 

26 

None of the subjects had an adrenal phenotype. Concerning DSD, 66.7% (26/39) were 

27 

classified as having a severe DSD phenotype. An opposite sex phenotype was found in 

28 

10/39 (25.6%), a mild in 2/39 (5.1%) and a typical phenotype for karyotype in 2/39 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

10 

 

(5.1%).  Subjects classified as severe manifested with ambiguous genitalia at birth or in 

early infancy, and were registered either as male (17/26, 65.4%) or female (8/26, 30.8%). 

Patients 33 and 38, who were initially registered as female were reassigned to male at 

age ten years and less than one year, respectively. Patient 7 was registered male few 

months after birth. All patients classified as opposite sex presented with typical female 

external genitalia and were registered female at birth. Two males (patients 13 and 20) 

were classified as having mild DSD with micropenis, mild hypospadias and scrotal 

gonads. Patient 14 presented with typical male external genitalia but developed 

gynecomastia at age 11 years; he was classified as typical.  

Two patients had a 46,XX karyotype (2/39). Patient 25 was referred at 12 years as a 

10 

typical female with amenorrhea and abnormal uterus on magnetic resonance imaging 

11 

(MRI),  while patient 38 presented with ambiguous genitalia and small ovotestes at age 34 

12 

years. Patient 4 was a 47,XXY phenotypic female and presented with amenorrhea at the 

13 

age of 16 years; she had a normal uterus, but gonadal biopsy revealed testicular tissue. 

14 

Fourteen patients (33.3%) had anomalies in other organs, half of whom had spleen and 

15 

associated blood system anomalies (7/14, 50.0%) (Table 1). So far, none of the patients 

16 

has had any kind of cancer reported, but the median age of the study group was only 10 

17 

years (range 0-32 years). 

18 

Family history of our studied individuals revealed DSD or reproductive disorders in 11 

19 

individuals from 10 unrelated families (Table 1). These were mostly 46,XY males with 

20 

either isolated hypospadias, hypospadias and cryptorchidism or micropenis (4/11, 

21 

36.4%).  A 46,XY female with complete gonadal dysgenesis was also reported. Two 

22 

affected 46,XX females presented with POI at the age of 39 years or needed assisted 

23 

reproductive technology (ART) to achieve pregnancy. Genetic testing was not performed 

24 

in four relatives who presented with POI, menstrual irregularities, hypospadias and 

25 

cryptorchidism or isolated hypospadias. Abnormalities such as hyperextensibility, T1D 

26 

(type 1 diabetes), left ventricular non compaction and developmental delay were reported 

27 

in relatives of four index cases from four different families.  

28 

 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

11 

 

Genetic characteristics  of patients harbouring novel NR5A1/SF-1

 

variants 

Thirty-five novel 

NR5A1/

SF-1 variants were reported in 39 patients from the 

SF1ne

xt 

study cohort (Table 2, Figure 1) (41). These were mostly missense variants (19/35, 

54.3%),  followed by frameshift insertions or deletions (8/35, 22.8%), nonsense or intronic 

variants (3/35, 8.6% each), synonymous and non -frameshift (2/35, 5.7% each) and one 

big deletion (1/35, 2.8%).  

We classified the identified novel variants according to the ACMG guidelines (10) (Figure 

1). Among the novel 

NR5A1/

SF-1 variants, 64.1% (25/39) classified as (likely) 

pathogenic, the rest were either VUS (10/39, 25.6%) or (likely) benign (4/39, 10.3%). All 

novel 

NR5A1/

SF-1 variants were found in heterozygosis, and only patient 16 was a 

10 

compound heterozygote for two variants. Genetic analysis had been performed by NGS 

11 

in 27 patients (27/39, 69.2%) (Table 2), either by targeted gene panels (16/39, 41.0%) or 

12 

whole exome sequencing (WES) (11/39, 28.2%) (Figure 1). In 16 patients (15/39, 38.5%) 

13 

a single gene analysis was performed for the molecular diagnosis, together with an array 

14 

in two patients. 

15 

Results of genetic testing of relatives was available from 21 families (21/39, 53.8%). 

16 

NR5A1/

SF-1 variants were found 

de novo

 in six patients (patients 9, 10, 14, 18, 26 and 

17 

28; 6/21, 28.6%); in the other 15, a heterozygous carrier was identified in the family, 

18 

although genetic analysis of both parents was only performed in 14 families (Table 2).  

19 

In nine (23%) individuals with a 

NR5A1/

SF-1 variant, additional genetic variants were 

20 

reported in a total of 28 different genes, with one to 16 additional variants per individual 

21 

(Table 2, Figure 1). The majority of these additional variants were classified as VUS 

22 

(11/28, 39.3%) and likely benign (LB) (8/28, 28.6%), followed by benign (B) (6/28, 

23 

21.4%),  likely pathogenic (LP) (1/28, 3.6%), pathogenic (P) (1/28, 3.6%) and one 

24 

undetermined variant (1/28, 3.6%). Pathogenicity prediction of these with respect to the 

25 

associated DSD phenotype was similarly poor as for the related, specific 

NR5A1

/SF-1 

26 

variants. Of the eight individuals (46,XY or 47,XXY) with an opposite sex or severe DSD 

27 

phenotype, two presented with at least one (likely) pathogenic additional variant, three 

28 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

12 

 

individuals had VUS and three had (likely) benign variants. Only patient 25 with a typical 

phenotype carried a VUS and a likely benign additional variant. 

 

 

Protein structure prediction and in vitro functional testing of novel NR5A1/SF-1

 

variants

 

We tested  17 novel missense 

NR5A1/

SF-1 variants originating from 18 DSD patients of 

the 

SF1next

 cohort for their impact on protein structure and function (Table 2). Identified 

variants were located throughout the SF-1 protein; ten were located in the DBD, six in the 

LBD and one at the C-terminus. Comparison of SF-1 protein similarity across species 

revealed that all 17 variants and the surrounding regions are highly conserved (Figure 2). 

10 

Structure prediction programs suggested structural defects in all. Novel 

NR5A1/

SF-1 

11 

gene variants were thus classified as (likely) pathogenic or VUS (Table 2).  

12 

After literature review (Supplementary table 1)(42), we decided to use HEK293T cells 

13 

transfected with WT or mutant 

NR5A1/

SF-1 expression vectors and with the 

CYP11A1

 

14 

promoter  reporter for the functional studies of our 17 novel missense 

NR5A1/

SF-1 

15 

variants (Figure 3). Four out of ten 

NR5A1/

SF-1 variants located in the DBD showed 

16 

severely impaired reporter activity (p.Cys13Ser, p.Arg39Leu, p.Cys73Tyr and 

17 

p.Cys73Trp),  while the other variants had similar activity as WT (Figure 3A). Six out of 

18 

seven variants located in the LBD and C-terminus showed 50% or more transactivation 

19 

activity on the 

CYP11A1

 promoter reporter compared to WT,  except Ala280Glu (Figure 

20 

3A).  

21 

We also assessed nuclear translocation of WT and variant 

NR5A1/

SF-1 in transfected 

22 

HEK293T cells. Only three variants located in the DBD (p.Cys13Ser, p.Cys73Tyr and 

23 

p.Cys73Trp)  affected nuclear translocation compared to the WT protein, which showed 

24 

about 80% nuclear localization. None of the variants contained in the LBD or the C -

25 

terminus differed from the WT (Figure 4A). 

26 

Relating our functional study results to the clinical phenotype of the patients, only two out 

27 

of nine variants of patients with a severe phenotype showed impaired transactivation 

28 

activity (p.Cys13Ser and p.Arg39Leu), and only one (p.Cys13Ser) affected the nuclear 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

13 

 

translocation. Similarly, only two of six variants of patients with opposite sex had severely 

impaired transactivation activity (Figure 3B) and affected nuclear translocation 

(p.Cys73Tyr  and p.Cys73Trp) (Figure 4B). By contrast, 

NR5A1/

SF-1 variants of 

individuals with typical female or mild phenotypes showed similar transactivation activity 

and nuclear translocation as WT (Figure 3B and 4B). 

Taken together, we found that the DSD phenotypes of the individuals, pathogenicity 

prediction and ACMG classification of the related 

NR5A1/

SF-1 variants and results of the 

in vitro

 functional assessments aligned only in four out of the 17 studied variants. 

NR5A1

/SF-1 variants p.Cys13Ser, p.Arg39Leu, p.Cys73Tyr and Cys73Trp harboured by 

patients with a severe or an opposite sex phenotype were all classified as either 

10 

pathogenic or likely pathogenic (Table 2), and 

in silico

 tools predicted them as either 

11 

pathogenic, probably damaging or disease causing (Supplementary table 4)(42). In 

12 

addition, these predictions were confirmed by both functional 

in vitro

 assays. By contrast, 

13 

variants p.Pro14Ser, p.Gly17Val, p.Phe70Leu and p.Cys73Ser, also found in patients 

14 

with a severe or an opposite sex phenotype, were also all classified and predicted as 

15 

(likely) pathogenic (Table 2 and Supplementary table 4)(42),  but in these cases functional 

16 

assays failed to confirm a disease-causing effect. Furthermore, variants located in the 

17 

LBD were almost all classified as VUS and 

in silico 

as well as 

in vitro

 studies showed 

18 

diverse results not aligning to each other (Figures 3A and 3B). 

19 

 

20 

Discussion 

21 

NR5A1

/SF-1 variants are associated with unexplained broad DSD phenotypes (14, 15, 

22 

17, 31). This is also reflected in the 

SF1next

 study cohort comprising 197 individuals with 

23 

novel and known 

NR5A1

/SF-1 variants (41). Here, we characterized the novel 

24 

NR5A1

/SF-1 variants identified in this cohort by established 

in silico

 and 

in vitro

 methods 

25 

and reviewed the corresponding literature for known variants. Our review revealed that 

26 

although most reported variants were classified as (likely) pathogenic and were predicted 

27 

to disrupt SF-1 protein structure, only some variants, mostly located in the DBD, had 

28 

impaired transactivation activity on different promoter reporters in several cell models 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

14 

 

(Supplementary tables 1 and 2) (16, 19, 32, 42, 45). Similarly, only a few of the 17 novel 

NR5A1

/SF-1 variants tested in our study showed impaired transcriptional activation 

activity and affected SF-1 nuclear translocation. These few variants were located in the 

DBD and the corresponding phenotype was severe or opposite sex. However, for most of 

the individuals with DSD who had 

NR5A1

/SF-1 variants, 

in silico 

predictions and results 

from 

in vitro

 testing did not align with the phenotype. Thus, a clear genotype-phenotype, 

structure-function correlation remains elusive for 

NR5A1

/SF-1 variants.  

 

So far more than 260 

NR5A1/

SF-1 variants located in all regions of the SF-1 protein have 

been described in 46,XY and 46,XX individuals, presenting healthy or with variable 

10 

severity of DSD (15). In our study, clinical characteristics of the individuals with novel 

11 

heterozygous 

NR5A1

/SF-1 variants were also variable, but most had a 46,XY karyotype 

12 

and a severe DSD. In line with other reports (15, 16), severity of the phenotype did not 

13 

correlate with specific 

NR5A1/

SF-1 variants. Missense, frameshift, or synonymous 

14 

NR5A1

/SF-1 variants were observed in individuals with a severe DSD phenotype (Figure 

15 

1). It is important to realize that the reported 

NR5A1

/SF-1 variants in our studied patients 

16 

may not explain the DSD phenotype at all or only in combination with other genetic 

17 

variants. Thus, further genetic testing in such patients is advised.  

18 

 

19 

ACMG classification (10) of the novel 

NR5A1

/SF-1 variants identified in the 

SF1next 

20 

study cohort suggested a pathogenic or likely pathogenic impact for 2 out of 3 variants 

21 

(23/35).  Novel variants located in the DBD were predicted (likely) pathogenic, while 

22 

variants located in the LBD were mostly predicted VUS and B. However, corresponding 

23 

functional experiments revealed mixed results and an alignment of data was only found 

24 

for variants p.Cys13Ser, p.Arg39Leu, p.Cys73Tyr and p.Cys73Trp located in the DBD. 

25 

Similar results have been reported in the literature indicating that there is no clear 

26 

genotype-phenotype correlation for 

NR5A1

/SF-1 variants (19, 20, 32, 38, 46). Guidelines 

27 

recommend assessing pathogenicity of missense variants by 

in silico

 prediction methods 

28 

and functional tests (10), but currently used test methods may not reveal a clear answer. 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

15 

 

In our study, prediction software programs for gene variants classified most 

NR5A1

/SF-1 

variants more accurately as (likely) pathogenic, while functional assays were less 

predictive.  

Similar results were obtained by protein structure-based prediction of pathogenicity for 

the 17 novel missense 

NR5A1/

SF-1 variants where almost all variants located in the DBD 

were suggested pathogenic or VUS, but aligned with the

 in vitro 

functional assays in less 

than 1 in 3 cases (5/17).  

 

Functional testing is recommended for variant classification (10), but after reviewing the 

related literature originating from numerous research groups, we conclude that 

10 

established 

in vitro

 assays for assessing the activity of 

NR5A1

/SF-1 variants are in doubt 

11 

(Supplementary table 1 and 2) (19, 20, 25, 32, 38, 42, 46-48). In some studies, functional 

12 

studies were able to provide clear experimental evidence for a disease-causing effect of 

13 

tested 

NR5A1

/SF-1 variants, while others were inconclusive showing mixed correlative 

14 

results between and within studies for different variants for no obvious experimental 

15 

reasons. Thus, false-negative or false-positive results could be suspected for maybe 

16 

missing factors in the experimental models used. Overall, in reported studies and in our 

17 

study, functional tests were most predictive for 

NR5A1

/SF-1 variants located in the DBD 

18 

of the SF-1 protein (Supplementary tables 1 and 2)(42). The DBD of SF-1 is a highly 

19 

conserved domain among species which comprises two zinc finger (ZNI and ZNII) 

20 

domains essential for the recognition of the DNA target sequences (16, 49). In our study, 

21 

the novel 

NR5A1/

SF-1 variants p.Cys13Ser, p.Cys73Tyr and p.Cys73Trp located in the 

22 

ZN finger domains had reduced activity and these variants affect important cysteine 

23 

residues involved in the 

NR5A1/

SF-1 binding to the recognition sites. The p.Arg39Leu 

24 

variant also showed activity loss and is located in the hinge region that links the zinc 

25 

fingers and is involved in stabilizing the non -specific contacts across the DNA minor 

26 

groove (16, 49). However, the novel 

NR5A1

/SF-1 p.Pro14Ser, p.Gly17Val and 

27 

p.Cys73Ser variants, which are also located in the zinc finger domains and also 

28 

manifested with a severe or opposite sex phenotype, showed unaffected transactivation 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

16 

 

activity and nuclear translocation, and these results remain unexplained. In our study, we 

only used the 

-152CYP11A1

 promoter luciferase reporter construct in non -steroidogenic 

HEK293 cells. SF-1 targets many genes during sex determination and differentiation, 

therefore using additional promoters, such as SOX9 or AMH, and different cell lines, 

might be helpful to explain a particular phenotype caused by a concrete 

NR5A1

/SF-1 

variant. The appropriate functional study should be chosen based on the phenotype of 

the patient to obtain an accurate genotype-phenotype correlation. However, previous 

studies including several promoters and cell lines also show heterogeneous results (16). 

 

Thus, something is clearly missing when it comes to understanding the mechanism of 

10 

disease related to 

NR5A1/

SF-1 variants and the broad spectrum of DSD. Several 

11 

hypotheses have been put forward over the years including genetic and environmental 

12 

factors affecting 

NR5A1/

SF-1 expression, activity and degradation, as well as overlooked 

13 

co-factors of SF-1 or other genes working in networks together with 

NR5A1/

SF-1 to 

14 

reveal a DSD phenotype by oligogenic mechanisms (15, 40, 50, 51). Evidence for 

15 

involvement of several of these factors in SF-1-related DSD has been reported by many 

16 

studies. Here we mention only few. Recently, variants in non -coding promoter regions of 

17 

NR5A1/

SF-1 have been reported in 3 patients with 46,XY DSD (39). 

In vitro

 analyses 

18 

showed that promoter activity was affected in all cases. WES in two of the patients also 

19 

revealed additional variants in 

SRA1, WWOX

, and 

WDR11

 genes with potential impact 

20 

on the DSD phenotype (39). Dominant negative effect was presumed initially, as most 

21 

DSD individuals carry heterozygous 

NR5A1/

SF-1 variants, but corresponding 

in vitro

 

22 

experiments did not confirm a dominant negative effect (16, 18). Variable allelic 

23 

expression due to imbalanced cis-regulation of mutant versus wild-type alleles could also 

24 

explain variable expressivity of a phenotype when mutations are present in a 

25 

heterozygous state (15). In fact, it has been shown that complex modes of allelic 

26 

expression are implied in development and pathologies, including autosomal dominant 

27 

disorders (52) but to our knowledge, this gene-specific theory has not been tested in 

28 

NR5A1

/SF-1 variants so far.  

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

17 

 

By contrast, many studies have reported oligogenicity as a mechanism to explain the 

broad and inter-individual and intra-familial variable DSD phenotypes associated with 

NR5A1/

SF-1 variants (2, 31, 50). Newer parallel sequencing strategies have facilitated 

the identification of gene variants in individuals with DSD, but they have also revealed 

that healthy individuals carry many variants and informed that the genetics explaining an 

atypical sex development might be complex (2, 3, 50). While some DSD may be 

explained by monogenic variants, others may be caused by oligogenic variants in 

interacting genes. Accordingly, we and others have described several patients with a 

DSD who have 

NR5A1

/SF-1 variants in whom other likely disease-causing additional 

gene variants were found (17, 53-55). However, so far mechanistic confirmation in these 

10 

cases is missing, as it is very difficult to assess the disease-contribution of each variant 

11 

contained in a complex, multi-gene network where the effect of the single variant might 

12 

be mild. Thus, identification of additional genetic hits in individuals with a DSD poses 

13 

large challenges for distinguishing between disease-causing variants and variants that do 

14 

not contribute to the phenotype. In the future, human tissue-derived models such as 

15 

organoids or 

in vitro 

cellular reprogramming of pluripotent stem cells (iPSC) may enable 

16 

studies of oligogenic mechanism as the patient-derived material contains the individual 

17 

genetic background (56-58). 

18 

In this study, nine patients were reported to have additional gene variants (Table 2 and 

19 

Methods). Five patients (patients 4, 8, 21, 35 and 39) harboured additional genetic hits in 

20 

genes related to sex development and differentiation (e.g. 

AMH, SRD5A2

DHX37

), 

21 

steroidogenesis (e.g. 

PO

R) and hypogonadotropic hypogonadism (e.g. 

SOX10

) (8, 17, 

22 

59-62). On the other hand, patients 10 and 25 were found to have 16 and 2 additional 

23 

variants, respectively, in genes that have not been related to DSD so far. The clinical 

24 

relevance of copy number variants in patients 15 and 16 has been described before (63). 

25 

Additional gene variants reported in this study have been achieved through different NGS 

26 

methods, in different laboratories using different algorithms to annotate the variants of 

27 

interest. Therefore, subsequent data analysis depended on the criteria of the researcher 

28 

from the corresponding laboratory and clarification of the role of some of these gene 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

18 

 

variants in the pathogenesis of DSD is missing. With the increasing use of NGS methods 

for the molecular diagnosis of individuals with a DSD, it is expected that more patients 

with multiple gene variants will be identified, which may not be deleterious alone but may 

contribute to the observed DSD phenotype when occurring in combination with a 

heterozygous 

NR5A1

/SF-

1 variant. If so, the genotype−phenotype correlation will depend 

on the specific combinatory effect of the involved genetic variants and will be unique in 

many cases. In addition, this will not only be true in DSD patients carrying 

NR5A1

/SF-1 

variants but also for DSD related to other genetic variants.  

 

In conclusion, we characterized 35 novel 

NR5A1

/SF-1 variants identified in individuals 

10 

with a DSD and their family members of the international 

SF1next

 study cohort. Protein 

11 

structure analyses and functional studies were performed for 17 novel missense variants. 

12 

We found that current genetic analyses and functional assays for studying novel variants 

13 

of 

NR5A1/

SF-1 frequently do not explain the observed phenotype. In nine individuals, 

14 

additional likely disease-causing variants in other genes were found, strengthening the 

15 

hypothesis that the broad phenotype of DSD with 

NR5A1

/SF-1 variants may be caused 

16 

by an oligogenic mechanism. 

 

17 

 

18 

Funding

 

19 

This study was supported by a project grant of the Swiss National Science Foundation 

20 

(320030-197725). IM is supported by a Postdoctoral Fellowship Grant from the Education 

21 

Department of Basque Government (Spain). 

22 

 

23 

Acknowledgments 

24 

We thank all the patients for participating in the study.

 

 

25 

Members of 

SF1next

 team are: S. Abali, Acibadem Mehmet Ali Aydinlar University, 

26 

School of Medicine, Istanbul (Turkey); ZY. Abali, Marmara University, Department of 

27 

Pediatric Endocrinology and Diabetes, Pendik, Istanbul (Turkey); F. Ahmed, 

28 

Developmental Endocrinology Research Group, School of Medicine, Dentistry & Nursing, 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

19 

 

University of Glasgow, Glasgow (UK), Office for Rare Conditions, University of Glasgow, 

Glasgow (UK); L. Akin, Department of Pediatric Endocrinology and Diabetes, Ondokuz 

Mayis University, Samsun (Turkey); MC. Almaraz, Department of Endocrinology and 

Nutrition, Hospital Regional Universitario de Málaga, Instituto de Investigación Biomédica 

de Málaga, Málaga (Spain); L. Audí, Growth and Development Group, Vall d’Hebron 

Research Institute, CIBERER, Barcelona (Spain); M. Aydin, Department of Pediatric 

Endocrinology and Diabetes, Ondokuz Mayis University, Samsun (Turkey); A. Balsamo, 

Researcher of Alma Mater Studiorum, S.Orsola-Malpighi, University Hospital, Bologna 

(Italy);  F. Baronio, Department of Medical and Surgical Sciences, IRCCS S.Orsola-

Malpighi, University Hospital, Bologna (Italy); J. Bryce, Office for Rare Conditions, 

10 

University of Glasgow, Glasgow (UK); K. Busiah, Paediatric Endocrinology, Diabetology 

11 

and Obesity Unit, Lausanne University Hospital, University of Lausanne, Lausanne 

12 

(Switzerland); M. Caimari, Hospital Universitario Son Espases, Palma de Mallorca 

13 

(Spain); N. Camats-

Tarruella, Growth and Development Group, Vall d’Hebron Research 

14 

Institute, CIBERER, Barcelona (Spain); A. Campos-Martorell, Hospital Universitario Vall 

15 

d'Hebron, Barcelona (Spain); A. Casteràs, Department of Endocrinology, Hospital 

16 

Universitario Vall d'Hebron, Barcelona (Spain); S. Çetinkaya, University of Health 

17 

Sciences Turkey, Dr. Sami Ulus Obstetrics and Pediatrics Training and Research 

18 

Hospital, Clinic of Pediatric Endocrinology, Ankara (Turkey); YM. Chan, Division of 

19 

Endocrinology, Boston Children's Hospital, Boston (USA), Department of Pediatrics, 

20 

Harvard Medical School, Boston (USA); HL. Claahsen -van der Grinten, Department of 

21 

Paediatric Endocrinology, Radboud University Nijmegen Medical Centre, Nijmegen 

22 

(Netherlands); I. Costa, Pediatric Department, Manises Hospital, Manises (Spain); M. 

23 

Cools, Department of Internal Medicine and Paediatrics, Division of Paediatric 

24 

Endocrinology, Ghent University Hospital, Ghent University, Ghent (Belgium); FF. 

25 

Darendeliler Istanbul University, Istanbul Faculty of Medicine, Pediatric Endocrinology 

26 

Unit, Istanbul (Turkey); JH. Davies, Southampton Children's Hospital, University Hospital 

27 

Southampton, Southampton (UK); I. Esteva, Endocrinology Department, Gender Identity 

28 

Unit, Regional University Hospital of Malaga, Málaga (Spain); H. Fabbri -Scallet, 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

20 

 

Laboratory of Human Molecular Genetics, Center of Molecular Biology and Genetic 

Engineering (CBMEG)/Unicamp, Sao Paulo (Brazil); CA. Finlayson, Division of 

Endocrinology, Ann & Robert H. Lurie Children's Hospital of Chicago, Chicago (USA); E. 

Garcia, Hospital Virgen del Rocío, Sevilla (Spain); B. Garcia-Cuartero Pediatric 

Endocrinology Department, Ramon y Cajal University Hospital, Madrid (Spain); A. 

German, Haemek Medical Center, Afula (Israel), Technion Israel Institute of Technology, 

Haifa (Israel); E. Globa, Ukrainian Research Center of Endocrine Surgery, Endocrine 

Organs and Tissue Transplantation, MoH of Ukraine, Kyiv (Ukraine); G. Guerra-Junior, 

Interdisciplinary Group for the Study of Sex Determination and Differentiation (GIEDDS), 

Department of Pediatrics, School of Medical Sciences, State University of Campinas, Sao 

10 

Paulo (Brazil); J. Guerrero, Hospital Infantil La Paz, Madrid (Spain); T. Guran, Marmara 

11 

University, Department of Pediatric Endocrinology and Diabetes, Pendik, Istanbul 

12 

(Turkey); SE. Hannema, Erasmus Medical Centre, Sophia Children’s Hospital, 

13 

Department of Pediatric Endocrinology, Rotterdam (Netherlands), Leiden University 

14 

Medical Centre, Department of Pediatrics, Leiden (Netherlands); O. Hiort, Division of 

15 

Pediatric Endocrinology and Diabetes, Department of Pediatrics, University of Lübeck, 

16 

Lübeck (Germany); J. Hirsch, Division of Urology, Ann & Robert H. Lurie Children's 

17 

Hospital of Chicago, Chicago (USA); I. Hughes, Department of Paediatrics, University of 

18 

Cambridge, Cambridge (UK); M. Janner, Pediatric Endocrinology, Diabetology and 

19 

Metabolism, Department of Pediatrics, Inselspital, Bern University Hospital, University of 

20 

Bern, Bern (Switzerland); Z. Kolesinska, Department of Pediatric Endocrinology and 

21 

Rheumatology, Poznan University of Medical Sciences, Poznan (Poland); K. Lachlan, 

22 

Wessex Clinical Genetics Service, University Hospital Southampton, Southampton (UK); 

23 

D. L'Allemand, Department of Endocrinology, Children's Hospital of Eastern Switzerland, 

24 

St.Gallen (Switzerland); JK. Malikova, Department of Paediatrics, Second Faculty of 

25 

Medicine of Charles University and University Hospital Motol, Prague (Czech Republic); 

26 

M. Lang-Muritano, Division of Pediatric Endocrinology and Diabetology and Children's 

27 

Research Centre, University Children's Hospital, University of Zurich, Zurich 

28 

(Switzerland); A. Lucas-Herald, Developmental Endocrinology Research Group, School 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

21 

 

of Medicine, Dentistry & Nursing, University of Glasgow, Glasgow (UK); J. Mammadova, 

Department of Pediatric Endocrinology and Diabetes, Ondokuz Mayis University, 

Samsun (Turkey); K. MсElreavey, Human Developmental Genetics, Institute Pasteur, 

Paris (France); V. Mericq, Institute of Maternal and Child Research, University of Chile, 

Santiago (Chile); I. Mönig, Division of Pediatric Endocrinology and Diabetes, Department 

of Pediatrics, University of Lübeck, Lübeck (Germany); F. Moreno, Hospital Infantil La Fe, 

Valencia, Spain; J. Mührer, Division of Pediatric Endocrinology and Diabetology and 

Children's Research Centre, University Children's Hospital, University of Zurich, Zurich 

(Switzerland); M. Niedziela, Department of Pediatric Endocrinology and Rheumatology, 

Poznan University of Medical Sciences, Poznan (Poland); A. Nordenstrom, Pediatric 

10 

Endocrinology, Karolinska University Hospital, Department of Women’s and Children’s 

11 

Health, Karolinska Institutet, Stockholm (Sweden); B. Orman, University of Health 

12 

Sciences Turkey, Ankara (Turkey), Dr. Sami Ulus Obstetrics and Pediatrics Training and 

13 

Research Hospital, Clinic of Pediatric Endocrinology, Ankara (Turkey); S. Poyrazoglu, 

14 

Istanbul University, Istanbul Faculty of Medicine, Pediatric Endocrinology Unit, Istanbul 

15 

(Turkey); JM.  Rial, Pediatric Endocrinology Department, Hospitem Rambla, Santa Cruz 

16 

de Tenerife (Spain); MM. Rutter, Division of Endocrinology, Cincinnati Children’s Hospital 

17 

Medical Center, Department of Pediatrics, University of Cincinnati, Cincinnati (USA), 

18 

DSD Translational Research Network (USA); A. Rodríguez, Biocruces Bizkaia Health 

19 

Research Institute, Cruces University Hospital, UPV-EHU, CIBERDEM, CIBERER, Endo-

20 

ERN, Barakaldo (Spain); T. Schafer-Kalkhoff, Division of Endocrinology, Cincinnati 

21 

Children’s Hospital, Cincinnati (USA); S. Seneviratne Department of Paediatrics, 

22 

University of Colombo, Colombo (Sri Lanka); M. Sredkova-Ruskova University Pediatrics 

23 

Hospital, Medical University, Department of Clinical Genetics, Sofia (Bulgaria); L. Tack, 

24 

Department of Internal Medicine and Paediatrics, Division of Paediatric Endocrinology, 

25 

Ghent University Hospital, Ghent University, Ghent (Belgium); R. Tadokoro-Cuccaro, 

26 

Department of Paediatrics, University of Cambridge, Cambridge (UK); A. Thankamony, 

27 

Department of Paediatrics, Addenbrooke’s Hospital, Cambridge University Hospitals NHS 

28 

Foundation Trust, Cambridge (UK); M.  Tomé, Department of Endocrinology and Nutrition, 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

22 

 

Hospital Regional Universitario de Málaga, Instituto de Investigación Biomédica de 

Málaga, Málaga (Spain); A. Vela, Biocruces Bizkaia Health Research Institute, Cruces 

University Hospital, UPV-EHU, CIBERDEM, CIBERER, Endo-ERN, Barakaldo (Spain); 

M. Wasniewska, University of Messina, Department of Human Pathology of Adulthood 

and Childhood, Messina (Italy); D. Zangen, Faculty of Medicine, Hebrew University of 

Jerusalem, Jerusalem (Israel); Pediatric Endocrinology Unit, Hadassah -Hebrew 

University Medical Center, Jerusalem (Israel); N. Zelinska, Ukrainian Research Center of 

Endocrine Surgery, Endocrine Organs and Tissue Transplantation, MoH of Ukraine, Kyiv 

(Ukraine). 

 

10 

Data Availability  Statement 

11 

Access to basic data is possible through the international I-DSD registry; general rules 

12 

apply (https://sdmregistries.org/about/).  Additional data were collected in a project-

13 

specific REDCap database governed by the Clinical Trials Unit (CTU) at University of 

14 

Bern, Switzerland. Genetic data are also stored on servers of the University of Bern. 

15 

These data can also be accessed upon reasonable request according ethical and 

16 

informed consent.

 

17 

 

18 

References 

19 

1. 

Hughes IA, Houk C, Ahmed SF, Lee PA, Grp LEC. Consensus statement on 

20 

management of intersex disorders. Arch Dis Child. 2006;91(7):554-63. 

21 

2. 

Camats N, Fluck CE, Audi L. Oligogenic Origin of Differences of Sex Development 

22 

in Humans. International journal of molecular sciences. 2020;21(5). 

23 

3. 

Martinez de LaPiscina I, Fluck CE. Genetics of human sexual development and 

24 

related disorders. Curr Opin Pediatr. 2021;33(6):556-63. 

25 

4. 

Parivesh A, Barseghyan H, Delot E, Vilain E. Translating genomics to the clinical 

26 

diagnosis of disorders/differences of sex development. Curr Top Dev Biol. 2019;134:317-

27 

75. 

28 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

23 

 

5. 

Naamneh Elzenaty R, du Toit T, Fluck CE. Basics of androgen synthesis and 

action. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2022;36(4):101665. 

6. 

Elzaiat M, McElreavey K, Bashamboo A. Genetics of 46,XY gonadal dysgenesis. 

Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2022;36(1):101633. 

7. 

de Oliveira FR, Mazzola TN, de Mello MP, Francese-Santos AP, Lemos-Marini 

SHV, Maciel-Guerra AT, et al. DHX37 and NR5A1 Variants Identified in Patients with 

46,XY Partial Gonadal Dysgenesis. Life (Basel). 2023;13(5). 

8. 

McElreavey K, Jorgensen A, Eozenou C, Merel T, Bignon -Topalovic J, Tan DS, 

et al. Pathogenic variants in the DEAH-box RNA helicase DHX37 are a frequent cause of 

46,XY gonadal dysgenesis and 46,XY testicular regression syndrome. Genetics in 

10 

medicine : official journal of the American College of Medical Genetics. 2020;22(1):150 -9. 

11 

9. 

Portnoi MF, Dumargne MC, Rojo S, Witchel SF, Duncan AJ, Eozenou C, et al. 

12 

Mutations involving the SRY-related gene SOX8 are associated with a spectrum of 

13 

human reproductive anomalies. Hum Mol Genet. 2018;27(7):1228-40. 

14 

10. 

Richards S, Aziz N, Bale S, Bick D, Das S, Gastier-Foster  J, et al. Standards and 

15 

guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation 

16 

of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for 

17 

Molecular Pathology. Genetics in medicine : official journal of the American College of 

18 

Medical Genetics. 2015;17(5):405-24. 

19 

11. 

Bashamboo A, McElreavey K. Mechanism of Sex Determination in Humans: 

20 

Insights from Disorders of Sex Development. Sexual development : genetics, molecular 

21 

biology, evolution, endocrinology, embryology, and pathology of sex determination and 

22 

differentiation. 2016;10(5-6):313-25. 

23 

12. 

Schimmer BP, White PC. Minireview: steroidogenic factor 1: its roles in 

24 

differentiation, development, and disease. Mol Endocrinol. 2010;24(7):1322-37. 

25 

13. 

Achermann JC, Ito M, Ito M,  Hindmarsh PC, Jameson JL. A mutation in the gene 

26 

encoding steroidogenic factor-1 causes XY sex reversal and adrenal failure in humans. 

27 

Nat Genet. 1999;22(2):125-6. 

28 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

24 

 

14. 

Domenice S, Machado AZ, Ferreira FM, Ferraz-de-Souza B, Lerario AM, Lin L, et 

al. Wide spectrum of NR5A1-related phenotypes in 46,XY and 46,XX individuals. Birth 

Defects Res C Embryo Today.  2016;108(4):309-20. 

15. 

Fabbri-Scallet H, de Sousa LM, Maciel-Guerra AT, Guerra-Júnior G, de Mello 

MP. Mutation update for the NR5A1 gene involved in DSD and infertility. Hum Mutat. 

2020;41(1):58-68. 

16. 

Camats N, Pandey AV, Fernández-Cancio M, Andaluz P, Janner M, Torán N, et 

al. Ten novel mutations in the NR5A1 gene cause disordered sex development in 46,XY 

and ovarian insufficiency in 46,XX individuals. The Journal of clinical endocrinology and 

metabolism. 2012;97(7):E1294-306. 

10 

17. 

Martínez de LaPiscina I, Mahmoud RA, Sauter KS, Esteva I, Alonso M, Costa I, et 

11 

al. Variants of STAR, AMH and ZFPM2/FOG2 May Contribute towards the Broad 

12 

Phenotype Observed in 46,XY DSD Patients with Heterozygous Variants of NR5A1. 

13 

International journal of molecular sciences. 2020;21(22). 

14 

18. 

Jiao X, Qin Y, Li G,  Zhao S, You L, Ma J, et al. Novel NR5A1 missense mutation 

15 

in premature ovarian failure: detection in han chinese indicates causation in different 

16 

ethnic groups. PLoS One. 2013;8(9):e74759. 

17 

19. 

Sreenivasan R, Ludbrook L, Fisher B, Declosmenil F, Knower KC, Croft B, et al. 

18 

Mutant NR5A1/SF-1 in patients with disorders of sex development shows defective 

19 

activation of the SOX9 TESCO enhancer. Hum Mutat. 2018;39(12):1861-74. 

20 

20. 

Lin L, Philibert P, Ferraz-de-Souza B, Kelberman D, Homfray T, Albanese A, et al. 

21 

Heterozygous missense mutations in steroidogenic factor 1 (SF1/Ad4BP, NR5A1) are 

22 

associated with 46,XY disorders of sex development with normal adrenal function. The 

23 

Journal of clinical endocrinology and metabolism. 2007;92(3):991-9. 

24 

21. 

Köhler B, Lin L, Ferraz-de-Souza B, Wieacker P, Heidemann P, Schröder V, et al. 

25 

Five novel mutations in steroidogenic factor 1 (SF1, NR5A1) in 46,XY patients with 

26 

severe underandrogenization but without adrenal insufficiency. Hum Mutat. 

27 

2008;29(1):59-64. 

28 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

25 

 

22. 

Voican A, Bachelot A, Bouligand J, Francou B, Dulon J, Lombès M, et al. NR5A1 

(SF-1) mutations are not a major cause of primary ovarian insufficiency. The Journal of 

clinical endocrinology and metabolism. 2013;98(5):E1017-21. 

23. 

Tajima T,  Fujiwara F, Fujieda K. A novel heterozygous mutation of steroidogenic 

factor-1 (SF-1/Ad4BP) gene (NR5A1) in a 46, XY disorders of sex development (DSD) 

patient without adrenal failure. Endocr J. 2009;56(4):619-24. 

24. 

Reuter AL, Goji K, Bingham NC, Matsuo M, Parker KL. A novel mutation in the 

accessory DNA-binding domain of human steroidogenic factor 1 causes XY gonadal 

dysgenesis without adrenal insufficiency. European journal of endocrinology. 

2007;157(2):233-8. 

10 

25. 

Knarston IM, Robevska G, van den Bergen JA, Eggers S, Croft B, Yates J, et al. 

11 

NR5A1 gene variants repress the ovarian -specific WNT signaling pathway in 46,XX 

12 

disorders of sex development patients. Hum Mutat. 2019;40(2):207-16. 

13 

26. 

WuQiang F, Yanase T, Wei L, Oba K, Nomura M, Okabe T, et al. Functional 

14 

characterization of a new human Ad4BP/SF-1 variation, G146A. Biochem Biophys Res 

15 

Commun. 2003;311(4):987-94. 

16 

27. 

Philibert P, Paris F, Lakhal B, Audran F, Gaspari L, Saâd A, et al. NR5A1 (SF-1) 

17 

gene variants in a group of 26 young women with XX primary ovarian insufficiency. Fertil 

18 

Steril. 2013;99(2):484-9. 

19 

28. 

Biason-Lauber A, Schoenle EJ. Apparently normal ovarian differentiation in a 

20 

prepubertal girl with transcriptionally inactive steroidogenic factor 1 (NR5A1/SF -1) and 

21 

adrenocortical insufficiency. Am J Hum Genet. 2000;67(6):1563-8. 

22 

29. 

Yagi H, Takagi M,  Kon M, Igarashi M, Fukami M, Hasegawa Y. Fertility 

23 

preservation in a family with a novel NR5A1 mutation. Endocr J. 2015;62(3):289-95. 

24 

30. 

Philibert P, Zenaty D, Lin L, Soskin S, Audran F, Léger J, et al. Mutational 

25 

analysis of steroidogenic factor 1 (NR5a1) in 24 boys with bilateral anorchia: a French 

26 

collaborative study. Hum Reprod. 2007;22(12):3255-61. 

27 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

26 

 

31. 

Camats N, Fernández-Cancio M, Audí L, Schaller A, Flück CE. Broad phenotypes 

in heterozygous NR5A1 46,XY patients with a disorder of sex development: an oligogenic 

origin? European journal of human genetics : EJHG. 2018;26(9):1329-38. 

32. 

Na X, Mao Y, Tang Y, Jiang W, Yu J, Cao L, et al. Identification and functional 

analysis of fourteen NR5A1 variants in patients with the 46 XY disorders of sex 

development. Gene. 2020;760:145004. 

33. 

Jaillard S, Sreenivasan R, Beaumont M, Robevska G, Dubourg C, Knarston IM, et 

al. Analysis of NR5A1 in 142 patients with premature ovarian insufficiency, diminished 

ovarian reserve, or unexplained infertility. Maturitas. 2020;131:78-86. 

34. 

Mazen I, Abdel-Hamid M, Mekkawy M, Bignon -Topalovic J, Boudjenah R, El 

10 

Gammal M, et al. Identification of NR5A1 Mutations and Possible Digenic Inheritance in 

11 

46,XY Gonadal Dysgenesis. Sexual development : genetics, molecular biology, evolution, 

12 

endocrinology, embryology, and pathology of sex determination and differentiation. 

13 

2016;10(3):147-51. 

14 

35. 

Werner R, Mönig I, Lünstedt R, Wünsch L, Thorns C, Reiz B, et al. New NR5A1 

15 

mutations and phenotypic variations of gonadal dysgenesis. PLoS One. 

16 

2017;12(5):e0176720. 

17 

36. 

Eggers S, Sadedin S, van den Bergen JA, Robevska G, Ohnesorg T, Hewitt J, et 

18 

al. Disorders of sex development: insights from targeted gene sequencing of a large 

19 

international patient cohort. Genome biology. 2016;17(1):243. 

20 

37. 

Robevska G, van den Bergen JA, Ohnesorg T, Eggers S, Hanna C, Hersmus R, et 

21 

al. Functional characterization of novel NR5A1 variants reveals multiple complex roles in 

22 

disorders of sex development. Hum Mutat. 2018;39(1):124-39. 

23 

38. 

Wang H, Zhang L, Wang N, Zhu H, Han B, Sun F, et al. Next-generation 

24 

sequencing reveals genetic landscape in 46, XY disorders of sexual development 

25 

patients with variable phenotypes. Human genetics. 2018;137(3):265-77. 

26 

39. 

Fabbri-Scallet H, Werner R, Guaragna MS, de Andrade JGR, Maciel-Guerra AT, 

27 

Hornig NC, et al. Can Non -Coding NR5A1 Gene Variants Explain Phenotypes of 

28 

Disorders of Sex Development? Sexual development : genetics, molecular biology, 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

27 

 

evolution, endocrinology, embryology, and pathology of sex determination and 

differentiation. 2022;16(4):252-60. 

40. 

Ferraz-de-Souza B, Lin L, Achermann JC. Steroidogenic factor-1 (SF-1, NR5A1) 

and human disease. Mol Cell Endocrinol. 2011;336(1-2):198-205. 

41. 

Kouri C, Sommer G,  Martinez de Lapiscina I, Naamneh Elzenaty R, Tack LJW, 

Cools M, et al. Clinical and genetic characteristics of a large international cohort of 

individuals with rare NR5A1/SF-1 variants of sex development. eBioMedicine. 2024, 

January 1:99:104941. 

42. 

Supplemental Material to: Characterization of 35 novel NR5A1/SF-1 variants 

identified in individuals with atypical sexual development: The SF1next study [Internet]. 

10 

https://zenodo.org. 2023 [cited In progress]. 

11 

43. 

Kopanos C, Tsiolkas V, Kouris A, Chapple CE, Albarca Aguilera M, Meyer R, et 

12 

al. VarSome: the human genomic variant search engine. Bioinformatics. 

13 

2019;35(11):1978-80. 

14 

44. 

Bashamboo A, Ferraz-de-Souza B, Lourenco D, Lin L, Sebire NJ, Montjean D, et 

15 

al. Human male infertility associated with mutations in NR5A1 encoding steroidogenic 

16 

factor 1. Am J Hum Genet. 2010;87(4):505-12. 

17 

45. 

Philibert P, Polak M, Colmenares A, Lortat-Jacob S, Audran F, Poulat F, et al. 

18 

Predominant Sertoli cell deficiency in a 46,XY disorders of sex development patient with 

19 

a new NR5A1/SF-1 mutation transmitted by his unaffected father. Fertil Steril. 

20 

2011;95(5):1788 e5-9. 

21 

46. 

Achermann JC, Ozisik G, Ito M,  Orun UA, Harmanci K, Gurakan B, et al. 

22 

Gonadal determination and adrenal development are regulated by the orphan nuclear 

23 

receptor steroidogenic factor-1, in a dose-dependent manner. The Journal of clinical 

24 

endocrinology and metabolism. 2002;87(4):1829-33. 

25 

47. 

Lourenco D, Brauner R, Lin L, De Perdigo A, Weryha G, Muresan M, et al. 

26 

Mutations in NR5A1 associated with ovarian insufficiency. N Engl J Med. 

27 

2009;360(12):1200-10. 

28 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

28 

 

48. 

Malikova J, Camats N, Fernandez-Cancio M, Heath K, Gonzalez I, Caimari M, et 

al. Human NR5A1/SF-1 mutations show decreased activity on BDNF (brain -derived 

neurotrophic factor), an important regulator of energy balance: testing impact of novel 

SF-1 mutations beyond steroidogenesis. PLoS One. 2014;9(8):e104838. 

49. 

Lin L, Achermann JC. Steroidogenic factor-1 (SF-1, Ad4BP, NR5A1) and disorders 

of testis development. Sexual development : genetics, molecular biology, evolution, 

endocrinology, embryology, and pathology of sex determination and differentiation. 

2008;2(4-5):200-9. 

50. 

Kouri C, Sommer G,  Fluck CE. Oligogenic Causes of Human Differences of Sex 

Development: Facing the Challenge of Genetic Complexity. Horm Res Paediatr. 

10 

2023;96(2):169-79. 

11 

51. 

Gunes SO, Metin Mahmutoglu A, Agarwal A. Genetic and epigenetic effects in sex 

12 

determination. Birth Defects Res C Embryo Today. 2016;108(4):321-36. 

13 

52. 

Marion-Poll L, Foret B, Zielinski D, Massip F, Attia M, Carter AC, et al. Locus 

14 

specific epigenetic modalities of random allelic expression imbalance. Nat Commun. 

15 

2021;12(1):5330. 

16 

53. 

Martinez de LaPiscina I, de Mingo C, Riedl S, Rodriguez A, Pandey AV, 

17 

Fernandez-Cancio M, et al. GATA4 Variants in Individuals With a 46,XY Disorder of Sex 

18 

Development (DSD) May or May Not Be Associated With Cardiac Defects Depending on 

19 

Second Hits in Other DSD Genes. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;9:142. 

20 

54. 

Idkowiak J, Malunowicz EM, Dhir V, Reisch N, Szarras-Czapnik M, Holmes DM, et 

21 

al. Concomitant mutations in the P450 oxidoreductase and androgen receptor genes 

22 

presenting with 46,XY disordered sex development and androgenization at adrenarche. 

23 

The Journal of clinical endocrinology and metabolism. 2010;95(7):3418-27. 

24 

55. 

Hersmus R, van der Zwan YG, Stoop H, Bernard P, Sreenivasan R, Oosterhuis 

25 

JW, et al. A 46,XY female DSD patient with bilateral gonadoblastoma, a novel SRY 

26 

missense mutation combined with a WT1 KTS splice-site mutation. PLoS One. 

27 

2012;7(7):e40858. 

28 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

29 

 

56. 

Alzamil L, Nikolakopoulou K, Turco MY. Organoid systems to study the human 

female reproductive tract and pregnancy. Cell Death Differ. 2021;28(1):35-51. 

57. 

Chumduri C, Turco MY. Organoids of the female reproductive tract. J Mol Med 

(Berl). 2021;99(4):531-53. 

58. 

Gonen N, Eozenou C, Mitter R, Elzaiat M, Stevant I, Aviram R, et al. In vitro 

cellular reprogramming to model gonad development and its disorders. Sci Adv. 

2023;9(1):eabn9793. 

59. 

Bashamboo A, McElreavey K. Human sex-determination and disorders of sex-

development (DSD). Semin Cell Dev Biol. 2015;45:77-83. 

60. 

Fluck CE, Pandey AV, Huang N, Agrawal V, Miller WL. P450 oxidoreductase 

10 

deficiency - a new form of congenital adrenal hyperplasia. Endocr Dev. 2008;13:67-81. 

11 

61. 

Akcay T,  Fernandez-Cancio M, Turan S, Guran T, Audi L, Bereket A. AR and 

12 

SRD5A2 gene mutations in a series of 51 Turkish 46,XY DSD children with a clinical 

13 

diagnosis of androgen insensitivity. Andrology. 2014;2(4):572-8. 

14 

62. 

Sasaki G, Ogata T,  Ishii T, Kosaki K, Sato S, Homma K, et al. Micropenis and the 

15 

5alpha-reductase-2 (SRD5A2) gene: mutation and V89L polymorphism analysis in 81 

16 

Japanese patients. The Journal of clinical endocrinology and metabolism. 

17 

2003;88(7):3431-6. 

18 

63. 

Baetens D, Mladenov W, Delle Chiaie B, Menten B, Desloovere A, Iotova V, et 

19 

al. Extensive clinical, hormonal and genetic screening in a large consecutive series of 

20 

46,XY neonates and infants with atypical sexual development. Orphanet J Rare Dis. 

21 

2014;9:209. 

22 

64. 

Abstracts.  Hormone Research in Paediatrics. 2019;91(suppl 1)(1):1-682. 

23 

65. 

Makridakis N, Ross RK, Pike MC, Chang L, Stanczyk FZ, Kolonel LN, et al. A 

24 

prevalent missense substitution that modulates activity of prostatic steroid 5alpha-

25 

reductase. Cancer Res. 1997;57(6):1020-2. 

26 

66. 

Borsatto T,  Sperb-Ludwig F, Blom HJ, Schwartz IVD. Effect of BTD gene variants 

27 

on in vitro biotinidase activity. Mol Genet Metab. 2019;127(4):361-7. 

28 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

30 

 

67. 

Hossain MA, Otomo T, Saito S, Ohno K, Sakuraba H, Hamada Y, et al. Late-onset 

Krabbe disease is predominant in Japan and its mutant precursor protein undergoes 

more effective processing than the infantile-onset form. Gene. 2014;534(2):144-54. 

68. 

Grønskov K, Ek J, Sand A, Scheller R, Bygum A, Brixen K, et al. Birth prevalence 

and mutation spectrum in danish patients with autosomal recessive albinism. Invest 

Ophthalmol Vis Sci. 2009;50(3):1058-64. 

69. 

Kroos MA, Mullaart RA, Van Vliet L, Pomponio RJ, Amartino H, Kolodny EH, et al. 

p.[G576S;  E689K]: pathogenic combination or polymorphism in Pompe disease? 

European journal of human genetics : EJHG. 2008;16(8):875-9. 

70. 

55th Annual Meeting of the European Society for Paediatric Endocrinology 

10 

(ESPE), Paris, France, September 10-12, 2016: Abstracts.  Hormone Research in 

11 

Paediatrics. 2016;86(suppl 1)(Suppl. 1):1-556. 

12 

71. 

Song Y, Fan L, Gong C. Phenotype and Molecular Characterizations of 30 

13 

Children From China With NR5A1 Mutations. Front Pharmacol. 2018;9:1224. 

14 

72. 

57th Annual Meeting of the European Society for Paediatric Endocrinology 

15 

(ESPE). Hormone Research in Paediatrics. 2018;90(suppl 1)(1):1-680. 

16 

73. 

Flück CE, Tajima T,  Pandey AV, Arlt W, Okuhara K, Verge CF, et al. Mutant P450 

17 

oxidoreductase causes disordered steroidogenesis with and without Antley-Bixler 

18 

syndrome. Nat Genet. 2004;36(3):228-30. 

19 

74. 

Buonocore F, Clifford-Mobley O, King TFJ, Striglioni N, Man E, Suntharalingham 

20 

JP, et al. Next-Generation Sequencing Reveals Novel Genetic Variants (SRY, DMRT1, 

21 

NR5A1, DHH, DHX37) in Adults With 46,XY DSD. J Endocr Soc. 2019;3(12):2341-60. 

22 

75. 

Nixon R, Cerqueira V, Kyriakou A, Lucas-Herald A, McNeilly J, McMillan M, et al. 

23 

Prevalence of endocrine and genetic abnormalities in boys evaluated systematically for a 

24 

disorder of sex development. Hum Reprod. 2017;32(10):2130-7. 

25 

 

26 

 

27 

 

28 

 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

31 

 

Tables 

 

Table 1.

  

Clinical characterization of the DSD patients harbouring novel 

NR5A1/

SF-1 variants 

identified by the SF1next study. 

Table 2.

 Genetic characterization of the novel 

NR5A1/

SF-1 gene variants and of 

additional variants identified in related genes in combination. 

 

Figure legends 

Figure 1.

 Novel 

NR5A1/

SF-1 variants identified in 39 DSD patients included in the 

SF1next

 study. For each patient, pathogenicity prediction of the novel 

NR5A1/

SF-1 

10 

variant, method of genetic workup and information on additional gene variants that have 

11 

been identified, is represented. Severity of the DSD phenotype of each patient harbouring 

12 

a novel 

NR5A1/

SF-1 variant is also indicated on the y-axis.  

13 

 

14 

Figure 2

. Protein localization and conservation across species of the newly identified 

15 

human 

NR5A1/

SF-1 missense variants. Shown is a multiple alignment of parts of the SF-

16 

1 protein sequences across different species. Localization of the newly identified human 

17 

amino acid variants are given in bold and seem highly conserved across different 

18 

species. 

19 

 

20 

Figure 3. 

Transcriptional activity studies of 17 novel missense 

NR5A1

/SF-1 variants. The 

21 

ability of wild-type (WT) and mutant 

NR5A1/

SF-1 to activate the promoter of the 

22 

CYP11A1

 gene was tested in non-steroidogenic HEK293T cells. Cells were transiently 

23 

transfected with 

NR5A1/

SF-1 expression vectors and the 

-152CYP11A1

 promoter 

24 

luciferase reporter construct. 

A.

 Activity of 

NR5A1/

SF-1 variants is shown with respect to 

25 

the ACMG pathogenicity classification (43) and the localization of the variants in the 

26 

protein structure. 

B.

 Activity of the 

NR5A1/

SF-1 variants is shown with respect to the 

27 

ACMG pathogenicity classification (43) and according to the phenotype of affected 

28 

individuals. Luciferase activity was measured with the Dual Luciferase assay system 

29 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

32 

 

(Promega).  Results are shown as the mean ± standard error of the mean (SEM) of three 

to four independent experiments, all performed in duplicate. *, p<0.05; **, p<0.005; ***, 

p<0.001. RLU, relative light units. 

Figure 4. 

Nuclear translocation studies of 17 novel missense 

NR5A1

/SF-1 variants. 

Western blot showing cytoplasmic and nuclear localization of wild-type (WT) and mutant 

HA tagged-SF-1 proteins. HEK293T cells were transiently transfected with WT and 

mutant 

NR5A1/

SF-1 expression vectors for 48 hours. Cytoplasmic and nuclear protein 

fractions were separated and probed by Western blots. An anti-HA antibody was used 

to detect the 

NR5A1/

SF-

1 protein at 53kDa. β-actin (42 kDa) was used as loading 

control, Rab11(24 kDa) was used as a cytoplasmic protein marker and Lamin B1 (66 

10 

kDa) as a nuclear protein marker. The intensity of the HA tagged-

 NR5A1/

SF-

1 and β-

11 

actin bands was quantified by using the FUSION FX6 EDGE Imaging System. Data are 

12 

expressed as percentage of HA tagged-

 NR5A1/

SF-1 cytoplasmic (in white) and nuclear 

13 

(coloured) fraction of total protein, normalized to β-actin. Results from two independent 

14 

experiments are presented as mean ± SEM. 

A.

 Results are shown according to 

15 

localization of variants in the 

NR5A1/

SF-1 protein. 

B. 

Results shown with respect to the 

16 

corresponding DSD phenotypes.

17 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

33 

 

Table 1. Clinical characterization of the DSD patients harbouring novel 

NR5A1/

SF-1 variants identified by the SF1next study. 

Patient 

Karyotype 

DSD 
phenotype 
classification

a

 

Sex 
assignment/ 
reassignment 

Current or last age of assessment/Clinical 
description 

Other organ 
anomalies/Cancer 

Family history 

46,XY 

Severe 

M/No 

1y, micropenis (10-20mm), perineal hypospadias, 
labioscrotal testes, posterior fused labioscrotum. 
Cytoscopy: Mullerian remnants. Masculinizing 
genitoplasty and orchidopexy. 6y, penis (>30mm), 
coronal hypospadias. 10y, testes 4mL, gynecomastia, 
Tanner: Genitals II, pubic hair II. 

No/No 

 

46,XY 

Severe 

1y, perineal hypospadias, labioscrotal gonads, 
posterior fused labioscrotum. 

Flat nasal root; 
epicanthus/No 

 

46,XY 

Severe 

1y, micropenis (10-20mm), scrotal hypospadias, 
labioscrotal testes, posterior labioscrotum fusion. 
Masculinizying genitoplasty (1y, 1y, 5y, 6y). 

No/No 

Mother

b

: pregnancy 

achieved by ART 

47,XXY 

Opposite sex 

16y, female external genitalia. MRI: normal uterus and 
gonads. Spontaneous start of puberty, no menarche, 
Tanner: genitals III, breast IV, pubic hair IV. 17y, 
biopsy of right gonad, at histology: atrophic 
seminiferous tubules and testicular tissue, Leydig cell 
proliferation. 

No/No 

Father

b

azoospermia; 
Cousin: menstrual 
irregularities. 

46,XY 

Severe 

6m, perineal hypospadias, inguinoscrotal gonads. 3y, 
orchidopexy and masculinizing genitoplasty. 14y, penis 
(21-30mm), coronal hypospadias, testes (4-5mL), 
Tanner: genitals I, pubarche I. Spontaneous start of 
puberty. 

No/No 

 

46,XY 

Severe 

At birth, micropenis (<10mm), penoscrotal 
hypospadias, labioscrotal gonads. 2y, coronal 
hypospadias. Masculinizing genitoplasty (1y, 2y). 

No/No 

Mother

b

: POI  (39y) 

46,XY 

Severe 

Other/M 

1m, penis (<10mm), penoscrotal hypospadias, 
labioscrotal testes. US: rudimentary uterus. 
Reassigned sex to male. 2y, orchidopexy. 5y, typical 
male meatal opening and 10-20mm penis. 12y, testes 
2-4mL, Tanner: genitals IV and pubarche IV. US: 
uterus is absent. 

Brachymetatarsia 
and 
brachymetacarpia; 
long-jointed hands 
and feet; 
decreased muscle 
mass/No 

Mother

b

hyperextensibility; 
sister

b

: CGD. 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

34 

 

46,XY 

Severe 

2m, micropenis (10-20mm), penoscrotal hypospadias, 
labioscrotal testes. Masculinizing genitoplasty (2m, 2y). 
8y, penis >30mm. 11y, Testes 6-8mL, Tanner: genitals 
II and pubarche I. 16y, Tanner: genitals V and 
pubarche V. Testes 15-20mL. Spontaneous start of 
puberty. 

No/No 

 

46,XY 

Opposite sex 

7y, inguinoscrotal gonads. US: normal uterus and 
streak gonads. 10y, bilateral gonadectomy. 

No/No 

 

10 

46,XY 

Severe 

2y, perineal hypospadias, unfused labioscrotum. US: 
rudimentary uterus. 

Urogenital sinus; 
2y, development 
delay; 4y, epilepsy, 
severe mental 
retardation/No 

 

11 

46,XY 

Severe 

2y, perineal hypospadias, impalpable and inguinal 
testes. Masculinizing genitoplasty. 

No/No 

Father

b

: urogenital 

sinus, hypospadias, 
cryptorchidism; 
brother

b

hypospadias, 
unilateral 
cryptorchidism; 
grandfather: 
hypospadias.  

12 

46,XY 

Severe 

3y, micropenis (21-30mm), penoscrotal hypospadias, 
labioscrotal and inguinal testes. 3y, masculinizing 
genitoplasty. 9y, penis >30mm, coronal hypospadias. 
12y, testes 2mL, Tanner: genitals III, pubarche III. 

Hb and 
reticulocytes above 
normal range, 
thrombocytosis/No 

 

13 

46,XY 

Mild 

2y, coronal hypospadias, labioscrotal testes, 21-30mm 
penis, fused labioscrotum. US: uterus is absent. 
Masculinizing genitoplasty (1y, 2y). 7y, typical male 
meatal opening, inguinoscrotal gonads, penis >30mm. 

No/No 

Father

b

hypospadias 

14 

46,XY 

Typical 

11y, penis (>30mm), scrotal testes (2mL), 
gynecomastia, Tanner: genital I, pubic hair II. 

Elevated insulin/No   

15 

46,XY 

Severe 

9m, micropenis (21-30mm), penoscrotal hypospadias, 
inguinal testes, unfused labioscrotum. Masculinizing 
genitoplasty (1y, 2y, 3y). 6y, penis (>30mm), 
labioscrotal gonads. 

No/No 

 

16 

46,XY 

Severe 

1y, micropenis (10-20mm), penoscrotal hypospadias, 
labioscrotal testes, unfused labioscrotum. 
Masculinizing genitoplasty (1y, 2y). 

Ventricular septum 
defect/No 

 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

35 

 

17 

46,XY 

Severe 

11m, micropenis (21-30mm), penoscrotal hypospadias, 
labioscrotal testes. Masculinizing genitoplasty (1y, 2y). 
8y, penis >30mm. Masculinizing genitoplasty. 
Orchidopexy. 10y, testes 3mL, Tanner: genital III,  pubic 
hair IV. 

No/No 

 

18 

46,XY 

Severe 

1y, micropenis (10-20mm), perineal hypospadias, 
labioscrotal testes, posterior labioscrotal fusion. 
Feminizing genitoplasty. Bilateral gonadectomy, at 
histology: normal for Karyotype. 16y, Tanner: breast V. 
Induction of puberty. 

No/No 

 

19 

46,XY 

Severe 

11m, micropenis (21-30mm), perineal hypospadias, 
labioscrotal and inguinoscrotal testes. Orchidopexy and 
masculinizing genitoplasty (2y). 

No/No 

 

20 

46,XY 

Mild 

At infancy, orchidopexy and masculinizing surgeries for 
hypospadias, cryptorchidism and micropenis. 4y, penis 
(21-30mm), labioscrotal testes. Masculinizing 
genitoplasty. 11y, penis (>30mm), testes 4.5mL, 
Tanner: genital II and pubic hair II. 

No/No 

 

21 

46,XY 

Opposite sex 

16y, typical female external genitalia MRI: hypoplastic 
uterus and testes. Tanner: Breast II; pubarche V.  
Sponaneous start of puberty: Bilateral gonadectomy, at 
histology: testis with primitive seminiferous tubules. 
Sertoli cells only and occasional spermatogonia. 
Vaginal hypoplasia. 

No/No 

 

22 

46,XY 

Opposite sex 

15y, external female genitalia, clitoromegalia (>30mm). 
Tanner: breast I, pubarche III. At imaging: hypoplastic 
uterus and small testes. Vaginal hypoplasia. 17y, 
induction of puberty. Bilateral gonadectomy, at 
histology: bilateral testicular structures and fallopian 
tubes. 

No/No 

Father

b

micropenis, 
hypospadias, left 
ventricular non 
compaction. 

23 

46,XY 

Opposite sex 

1y, female external genitalia. US: normal uterus. 

No/No 

Father

b

hypospadias, 
oligospermia, ART 
for conception. 

24 

46,XY 

Severe 

3y, micropenis (10-20mm), penoscrotal hypospadias, 
labioscrotal testes, posterior labioscrotal fusion. 
Feminizing genitoplasty. 

No/No 

 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

36 

 

25 

46,XX 

Typical 

12y, typical female external genitalia. MRI: abnormal 
uterus. Tanner: breast III; pubic hair IV. 20y, 
spontaneous start of puberty. Tanner:  breast V; pubic 
hair V. No menarche. US: normal uterus and gonads. 

Anemia; skoliosis, 
dislocation of the 
hip; muscle 
weakness, spastic 
tetraparesis; 
wheelchair bound, 
ataxia; pachygyria; 
epilepsy, 
tetraparesis/No 

 

26 

46,XY 

Opposite sex 

1y, penis (21-30mm), typical female meatal opening, 
impalpable testes, unfused labioscrotum. Laparoscopy: 
mullerian remnants. 

No/No 

 

27 

46,XY 

Severe 

10m, micropenis (21-30mm), perineal hypospadias, 
inguinal gonads, posterior labioscrotal fusion. 

No/No 

 

28 

46,XY 

Severe 

8m, micropenis (10-20mm), perineal hypospadias, 
labioscrotal testes, posterior labioscrotal fusion. 

Abnormal 
morphology spleen, 
poikilocytes, giant 
thrombocytes, 
thrombocytosis, no 
HJB, no PRBC/No 

 

29 

46,XY 

Severe 

At birth, micropenis (10-20mm), penoscrotal 
hypospadias, labioscrotal testes. Masculinizing 
genitoplasty. 

No/No 

ND 

30 

46,XY 

Opposite sex 

12y, typical female external genitalia. US: hypoplastic 
uterus and abnormal testes. Bilateral gonadectomy, at 
histology: Left gonad with atrophic testis tissue and 
small amount of Sertoli cells; right gonad only 
epididymis. Induction of puberty. 17y, Tanner: breast V 
and pubic hair V. 

No/No 

 

31 

46,XY 

Severe 

F/M 

10y, penoscrotal hypospadias, impalpable gonads. US: 
right teste 5mL; left is unknown. Spontaneous start of 
puberty, Tanner: genitals II; pubic hair IV. Biopsy (right 
gonad): Leydig cell hyperplasia, focal testes atrophy, 
mature spermatogenesis. Masculinizing genitoplasty 
(1y, 2y). Reassigned sex to male. 13y, labisocrotal 
testes (7-9mL) , Tanner: breast III; pubic hair V. 

Accelerated bone 
age; pain while 
micturation/No 

 

32 

46,XY 

Severe 

3y, micropenis (21-30mm), scrotal hypospadias, 
labioscrotal testes. US: Mullerian remnants. 5y, penis 
(>30mm), perineal hypospadias. Masculinizing 
genitoplasty (5y, 6y). 12y, testes 4-5mL, Tanner: breast 

Abnormal 
morphology spleen, 
mild 
thrombocytosis, 

 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

37 

 

I, genital III, pubic hair I. Spontaneous start of puberty. 

elevated 
reticulocytes/No 

33 

46,XY 

Severe 

1y, micropenis (10-20mm), typical female meatal 
opening, inguinoscrotal gonads, posterior labioscrotal 
fusion. Feminizing genitoplasty and bilateral 
gonadectomy. 11y, vaginal hypoplasia, Tanner: breast 
III,  pubic hair III. Spontaneous start of puberty. 

Abnormal 
morphology 
spleen/No 

 

34 

46,XY 

Severe 

3y, penoscrotal hypospadias, inguinoscrotal testes. 
Masculinizing genitoplasty (1y, 2y, 3y). 

No/No 

 

35 

46,XY 

Opposite sex 

12y, typical female meatal opening, inguinal testes, 
penis (>30mm), hirsutism. Tanner: pubic hair V. 
Spontaneous start of puberty. 

Accessory 
spleen/No 

 

36 

46,XY 

Opposite sex 

13y, typical female external genitalia. MRI: hypoplastic 
uterus and streak ovaries. Spontaneous start of 
puberty. Tanner: breast III; pubic hair V. 

No/No 

Mother: POI (25y), 
premature 
menopause (37y). 

37 

46,XY 

Severe 

4m, micropenis (10-20mm), scrotal hypospadias, 
labioscrotal testes. Orchidopexy and masculinizing 
genitoplasty (1y, 2y). 

No/No 

Father

b

: micropenis 

38 

46,XX 

Severe 

34y, penoscrotal hypospadias, inguinal (left, 20mL) and 
labioscrotal (right, 4mL) testes, posterior labioscrotal 
fusion, gynecomastia, Tanner: breast III, genitals V. 
MRI:  abnormal uterus, US: abnormal/small testes. 
Genitoplasty. Left gonad biopsy, at histology: Sertoli 
only, Leydig cell hyperplasia, ovarian tissue with 
corpora albicantia and follicles in epididymis. 

No/No 

 

39 

46,XY 

Severe 

1y, micropenis (10-20mm), penoscrotal hypospadias, 
inguinal gonads. Masculinizing genitoplasty (3y) and 
orchidopexy (4y). 5y, micropenis (21-30mm), coronal 
hypospadias, labioscrotal gonads, . 

Intracranial cyst/No 

Father

b

: T1D; 

brother: 
penoscrotal 
hypospadias, 
labioscrotal/inguinal 
gonads, 
developmental 
delay, quadriplegic 
cerebral palsy 

M, male: F, female; ART, assisted reproductive technology; CGD, complete gonadal dysgenesis; m, month; MRI, magnetic resonanc e imaging; POI, primary 

ovarian insufficiency; T1D, type 1 diabetes; US, ultrasound; y, years. 

a

DSD classification according to the severity of the phenotype of external genitalia

b

.

 (41) 

Relatives with a confirmed 

NR5A1/

SF-1 gene variant. 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

38 

 

Table 2. Genetic characterization of the novel 

NR5A1/

SF-1 gene variants and of additional variants identified in related genes in combination. 

Patient 

Chromosome 
position 

Gene 

Variant 

Zygosity 

Previously reported 

ACMG classification 
(criteria) (43) 

Family studies 

Method 

9:127265637 

NR5A1 

c.35_38dup; p.Pro14Valfs*19 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

F: ND; M: wt 

WES 

2* 

9:127265638 

NR5A1 

c.37T>A; p.Cys13Ser 

Het 

ND 

LP (PP3, PM1, PM2) 

ND 

SGA 

3* 

9:127265635 

NR5A1 

c.40C>T; p.Pro14Ser 

Het 

ND 

VUS (PM1, PM2, PP3) 

F: ND; M: het 

SGA 

4

9:127265625 

NR5A1 

c.50G>T; p.Gly17Val 

Het 

ND 

LP (PP3, PM1, PM2) 

F: het; M: wt 

TGP 

19:2249631 

AMH 

c.300C>T; p.Phe100= 

Het 

ND 

B (BS1, BS2, BP4, BP6, BP7)  F: wt; M: het 

5

9:127265486 

NR5A1 

c.116G>T; p.Arg39Leu 

Het 

46,XY DSD (64) 

LP (PP3, PM1, PM5, PM2) 

F: ND; M: het 

TGP 

6* 

9:127265394 

NR5A1 

c.208T>C; p.Phe70Leu 

Het 

ND 

VUS (PM1, PM2, PP3) 

F: ND; M: het 

WES 

7* 

9:127265385 

NR5A1 

c.217T>A; p.Cys73Ser 

Het 

ND 

P (PM5, PP3, PM1, PM2) 

F: wt; M: het; S: het  SGA 

8* 

2:31805706 

SRD5A2 

c.265C>G; p.Leu89Val 

Hom 

Prostate cancer (65)  B (BA1, BP6, BP4) 

ND 

TGP 

9:127265384 

NR5A1 

c.218G>C; p.Cys73Ser 

Het 

ND 

P (PM5, PP3, PM1, PM2) 

F: het; M: wt 

9* 

9:127265384 

NR5A1 

c.218G>A; p.Cys73Tyr 

Het 

ND 

P (PP3, PM1, PM5, PM2, 
PP5) 

F: wt; M: wt 

WES 

10* 

1:43895417 

SZT2 

c.4039C>T; p.Arg1347Cys 

Het 

ND 

LB (BP4, BP1, PM2) 

ND 

WES 

2:73677990 

ALMS1 

c.4207A>G; p.Thr1403Ala 

Het 

ND 

LB (BP4, BP1, PM2) 

ND 

3:15686753 

BTD 

c.1330G>C; p.Asp444His 

Het 

Biotinidase activity 
(66) 

VUS (PP5, PM2) 

ND 

3:48508260 

TREX1 

c.206T>C; p.Leu69Pro 

Het 

ND 

VUS (PP3, PM2) 

ND 

3:58415529 

PDHB 

c.701-3C>T 

Het 

ND 

LB (BP4, PM2) 

ND 

5:82815537 

VCAN 

c.1412C>T; p.Thr471Met 

Het 

ND 

B (BS1, BS2, BP1, BP4) 

ND 

6:152650875 

SYNE1 

c.14732G>A; p.Arg4911His 

Het 

ND 

LB (BP4, BP1, PM2) 

ND 

6:157099607 

ARID1B 

c.369_392dup; 
p.Gln124_Gln131dup 

Het 

ND 

B (BS1, BS2) 

ND 

7:103341394 

RELN 

c.865A>G; p.Asn289Asp 

Het 

ND 

VUS (PM2, BP1) 

ND 

9:127265383 

NR5A1 

c.219C>G; p.Cys73Trp 

Het 

ND 

P (PP3, PM1, PM5, PP5, 
PM2) 

F: wt; M: wt 

10:28250492 

ARMC4 

c.1386+5G>A 

Het 

ND 

VUS (PP3, PM2) 

ND 

11:103029673 

DYNC2H1 

c.4295T>C; p.Ile1432Thr 

Het 

ND 

VUS (PP3, PM2) 

ND 

11:124794912 

HEPACAM 

c.139G>A; p.Val47Met 

Het 

ND 

VUS (PM1, PM2, BP4) 

ND 

14:88407888 

GALC 

c.1685T>C; p.Ile562Thr 

Het 

Krabbe disease (67)  B (BA1, BP6, BP4) 

ND 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

39 

 

15:28259941 

OCA2 

c.1025A>G; p.Tyr342Cys 

Het 

Ocular albinism (68)  LP (PP3, PM2, PP5) 

ND 

17:78087041 

GAA 

c.2065G>A; p.Glu689Lys 

Het 

Alpha-glucosidase 
activity (69) 

B (BA1, BP6, BP4) 

ND 

21:44837615 

SIK1 

c.1784G>A; p.Arg595Gln 

Het 

ND 

LB (BP1, BP4, PM2) 

ND 

11 

9:127265357 

NR5A1 

c.244+1G>T 

Het 

ND 

P (PVS1, PM2, PP5) 

F: het; M: wt; Br: 
Het 

WES 

12* 

9:127262992 

NR5A1 

c.247G>A; p.Val83Met 

Het 

46,XY DSD (70, 71) 

VUS (PM1, PP3, PM2) 

ND 

TGP 

13* 

9:127262992 

NR5A1 

c.247G>T; p.Val83Leu 

Het 

46,XY DSD (72) 

VUS (PM1, PP3, PM2) 

F: het; M: wt 

TGP 

14 

9:127262866 

NR5A1 

c.370_373del; p.Pro124Argfs*171  Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

F: wt; M: wt 

SGA 

15 

 

 

2p16.3p16.3 (50732444-
50894316)x1 

 

46,XY DSD (63) 

VUS (PM2) 

ND 

SGA/Arr
ay 

9:127262846 

NR5A1 

c.393G>A; p.Pro131= 

Het 

ND 

LB (BP4, BP7, PM2) 

ND 

 

 

16p13.11p13.11(15830681-
16270149)x3 

 

46,XY DSD (63) 

VUS (PM2) 

ND 

16 

9:127262846 

NR5A1 

c.393G>A; p.Pro131= 

Het 

ND 

LB (BP4, BP7, PM2) 

ND 

SGA/Arr
ay 

9:127262802 

NR5A1 

c.437G>C; p.Gly146Ala 

Het 

Adrenal disease (26) 

B (BA1, BP6, BS3, BP4, 
PM1) 

ND 

 

 

Xq13.3.3q13.3(74380482-
74567915)x2 

Het 

46,XY DSD (63) 

VUS (PM2) 

F: wt; M: het 

17 

9:127262846 

NR5A1 

c.393G>A; p.Pro131= 

Het 

ND 

LB (BP4, BP7, PM2) 

ND 

SGA 

18 

9:127262687 

NR5A1 

c.552del; p.Tyr185Thrfs*111 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

F: wt; M: wt 

WES 

19 

9:127262684 

NR5A1 

c.555C>A; p.Tyr185* 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

ND 

SGA 

20 

9:127262607 

NR5A1 

c.632_668del; p.Tyr211Cysfs*73 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

F: ND; M: het 

SGA 

21* 

7:75612866 

POR 

c.859G>C; p.Ala287Pro 

Het 

Disordered 
steroidogenesis (73) 

P (PS3, PP5, PP3, PM2, 
BP1) 

ND 

TGP 

9:127262559 

NR5A1 

c.680T>C; p.Ile227Thr 

Het 

46,XY DSD (72) 

VUS (PM1, PM2) 

F:het; M: ND 

22* 

9:127262400 

NR5A1 

c.839C>A; p.Ala280Glu 

Het 

46,XY DSD (72, 74) 

LP (PP3, PM1, PM2) 

F: mosaic; M: ND; 
S: het 

TGP 

23 

9:127255373 

NR5A1 

c.926A>T; p.Asp309Val 

Het 

ND 

LP (PP3, PM1, PM2) 

F: het; M: wt 

WES 

24 

9:127255353 

NR5A1 

c.946del; p.Gln316Serfs*18 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

ND 

WES 

25* 

4:126329821 

FAT4 

c.686A>G; p.Tyr229Cys 

Het 

ND 

VUS (PM2, BP1) 

ND 

WES 

4:126372555 

FAT4 

c.5278A>G; p.Ile1760Val 

Het 

ND 

LB (BP4, BP1, PM2) 

ND 

9:127255322 

NR5A1 

c.977T>C; p.Val326Ala 

Het 

ND 

VUS (PM1, PM2, PP3) 

ND 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

40 

 

26 

9:127255314 

NR5A1 

c.985C>T; p.Gln329* 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

F: wt; M: wt 

SGA 

27 

9:127255314 

NR5A1 

c.985C>T; p.Gln329* 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

ND 

TGP 

28 

9:127253508 

NR5A1 

c.991-1G>A 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

F: wt; M: wt 

WES 

29* 

9:127253506 

NR5A1 

c.992T>G; p.Val331Gly 

Het 

ND 

VUS (PM1, PP3, PM2) 

ND 

TGP 

30 

9:127253415 

NR5A1 

c.1065_1066insTGCTGCAGCTGC
TTGCGCTGG;p.Val355_Leu356in
sCysCysSerCysLeuArgTrp 

Het 

ND 

LP (PM1, PM4, PM2) 

ND 

SGA 

31* 

9:127253393 

NR5A1 

c.1105G>T; p.Val369Phe 

Het 

ND 

VUS (PM1, PP3, PM2) 

ND 

SGA 

32 

9:127253389 

NR5A1 

c.1106_1109del; p.Val369Alafs*12  Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

ND 

SGA 

33 

9:127245036 

NR5A1 

c.(1138+1_1139-
1)_(1386+1_1387-1)del; 
p.Asp380_Thr461del 

Het 

ND 

P (PVS1, PM2) 

ND 

SGA 

34 

9:127245286 

NR5A1 

c.1139-2A>G 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

ND 

TGP 

35 

9:127245211 

NR5A1 

c.1157_1211dup; p.Tyr404* 

Het 

ND 

LP (PVS1, PM2) 

ND 

TGP 

12:125460041 

DHX37 

c.904G>A; p.Gly302Ser 

Het 

ND 

VUS (PP3, PM1, PM2) 

ND 

36* 

9:127245212 

NR5A1 

c.1211A>G; p.Tyr404Cys 

Het 

ND 

LP (PP3, PM1, PM5, PM2) 

ND 

TGP 

37 

9:127245116 

NR5A1 

c.1307A>G; p.Tyr436Cys 

Het 

ND 

VUS (PM1, PP3, PM2 ) 

F: het; M: wt 

TGP 

38 

9:127245070 

NR5A1 

c.1353G>A; p.Leu451= 

Het 

ND 

B (BS1, BS2, BP6, BP6, BP7)  ND 

TGP 

39* 

 

 

2p16.3 dup 

 

 

ND 

F: wt; M: het; Br: 
het 

TGP 

9:127245044 

NR5A1 

c.1379A>T; p.Gln460Leu 

Het 

46,XY DSD (75) 

LB (BP4, PM1, PM2) 

F: het; M: wt; Br: 
het 

22:38369662 

SOX10 

c.1241A>C; p.His414Pro 

Het 

 

LB (BS2, PP3) 

ND 

22:38369619 

SOX10 

c.1284G>T; p.Met428lIe 

Het 

 

LB (BS2) 

ND 

B, benign; Br, brother; F, father; Het, heterozygous; Hom, homozygous; LB, likely benign; LP, likely pathogenic; M, mother; ND, not determined; P, pathogenic; S, 

sister; SGA, single gene analysis; TGP, targeted-gene panel; VUS, variant of unknown significance; WES, whole -exome sequencing. Individuals in which next-

generation sequencing (either TGP or WES) was used as the genetic approach are highlighted in bold. *SF-1/

NR5A1

 variants tested for functionality in this study.  

Sequence information is based on the following reference sequences or transcripts: ALMS1: ENST00000409009; AMH: NM_000479.3;  ARID1B: NM_020732.3; 

ARMC4: NM_018076.2; BTD: NM_001281723.3; DHX37: NM_032656.3; DYNC2H1: ENST00000398093; FAT4: ENST00000335110; GAA: NM_000152. 3; GALC: 

NM_001201401.1;  HEPACAM:  NM_152722.4;  NR5A1:  NM_004959.4;  OCA2:  NM_000275.2;  PDHB:  NM_001173468.1;  POR:  NM_000941.2;  RELN: 

10 

NM_005045.3;  SIK1:  NM_173354.3;    SOX10:  NM_006941.3;  SRD5A2:  NM_000348.4;  SYNE1:  ENST00000448038.1;  SZT2:  NM_015284.3;  TREX1:  

11 

NM_033629.3; VCAN: NM_004385. ACMG criteria for classification of variants pathogenicity: PVS1, very strong evidence of patho genicity; PS1/2, strong evidence 

12 

of pathogenicity; PM1-6, moderate evidence of pathogenicity; BA1, stand-alone evidence of benign impact; BP1/2; supporting evidence of benign impact; BS1 -4; 

13 

strong 

evidence 

of 

benign 

impact.

14 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

41 

 

 

Figure 1 

210x112  mm ( x  DPI) 

 

 

Figure 2 

81x23  mm ( x  DPI) 

 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

42 

 

 

Figure 3 

147x200  mm ( x  DPI) 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024

dgae251-html.html
background image

43 

 

 

Figure 4 

147x200  mm ( x  DPI) 

ACCEPTED MANUSCRIPT

Downloaded from https://academic.oup.com/jcem/advance-article/doi/10.1210/clinem/dgae251/7646187 by guest on 18 April 2024