ГУ НИИ медицинской генетики ТНЦ СО РАМН, г. Томск
Лаборатория цитогенетики
Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 69-й научной итоговой студенческой конференции, посвященной 200-летию со дня рождения Н.И. Пирогова (г.Томск, 11-13 мая, 2009 год); под реакцией академика РАМН В.В. Новицкого, член. корр. РАМН Л.М. Огородовой
Посмотреть титульный лист сборника
Скачать сборник целиком (1,4 мб)
Актуальность: одним из эпигенетических феноменов, контролируемым через процессы метилирования ДНК, является инактивация Х-хромосомы. Этот процесс обеспечивает компенсацию дозы Х-сцепленных генов у индивидов женского пола. Существуют три типа XCI: импринтированный (избирательный), стохастический и асимметричный. Избирательную инактивацию отцовской Х-хромосомы у человека обнаруживают, только в клетках трофобласта, тогда как во всех остальных тканях наблюдается равновероятная инактивация одной из родительских Х-хромосом. Отклонение от равновероятной инактивации (50:50) каждого родительского аллеля известно как асимметричная инактивация (skewed X-chromosome inactivation). Отклонения от равновероятной инактивации обоих родительских аллелей колеблются от 75-80% до, так называемого, «экстремального» смещения, достигающего 90% и даже 100% клеток, в которых происходит экспрессия полученной от одного из родителей Х-хромосомы.
В настоящее время накопился ряд фактических данных о связи нарушений эпигенетической инактивации Х-хромосомы (XCI - X chromosome inactivation) с различными патологическими состояниями у женщин. В частности, высокий уровень асимметричной XCI (sXCI) был обнаружен в различных группах женщин с заболеваниями репродуктивной системы: рак молочной железы и яичников, привычное невынашивание беременности и синдром преждевременного истощения яичников. Описаны случаи проявления Х-сцепленных моногенных заболеваний, таких как гемофилия, миодистрофия Дюшена, болезнь Фабри, синдром ломкой Х-хромосомы, у женщин с ассиметричной инактивацией Х-хромосомы (Orstavik, 2006). Данные литературы указывают на негативную значимость нарушений равновероятной инактивации Х-хромосомы для нормального эмбриогенеза человека, однако молекулярные и эпигенетические механизмы реализации такого феномена пока остаются неясными. Смещение соотношения полов у спонтанных абортусов в сторону женского пола регистрировалось неоднократно, в том числе и у эмбрионов с нормальным кариотипом, абортированных в виде пустого плодного мешка (Назаренко С.А., 1993). Эти факты дают основание предполагать наличие связи между нарушениями функционирования половых хромосом в раннем эмбриогенезе человека и патологией внутриутробного развития (Евдокимова, 2000, Boklage, 2005). У организмов женского пола в клетке всегда остается активной только одна Х-хромосома. Вместе с тем, в последнее время появились сведения о наличии двух активных Х-хромосом в клетках эмбрионов с триплоидным кариотипом, что позволило сформулировать гипотезу о существовании некоторого аутосомного регуляторного фактора с транс-эффектом, увеличение дозы которого при триплоидии может приводить к поддержанию X-хромосом в активном функциональном состоянии (Migeon et al., 2008). Однако природа данного фактора пока остается неизвестной. Хорошей модельной системой для идентификации такого регуляторного продукта могут служить эмбрионы с трисомиями аутосом. В этом отношении особого внимания заслуживает трисомия по хромосоме 16, поскольку в литературе имеются единичные сообщения о нарушениях равновероятной Х-инактивации в клетках плодов с пренатально диагностированной формой данной хромосомной аномалии (Lau et al., 1997; Penaherrera et al., 2000). Полученные в лаборатории цитогенетики данные свидетельствуют о смещении показателя соотношения полов у внутриутробно погибших эмбрионов с чистой формой трисомией по хромосоме 16 (0,43) в сторону преобладания зародышей женского пола, что указывает на различную жизнеспособность организмов разного пола с данной мутацией и на возможное вовлечение в данный процесс статуса инактивации Х-хромосомы.
Целью данной работы являлось исследование характера инактивации Х-хромосомы у эмбрионов с трисомией 16 в чистой и мозаичной форме.
Материал и методы: для проведения исследования были взяты экстраэмбриональная мезодерма и цитотрофобласт 18 спонтанных абортусов первого триместра с трисомией по 16 хромосоме, а также у 10 медицинских абортусов того же срока беременности. Частота анеуплоидных клеток определялась с помощью интерфазного FISH с D16Z1 зондом в каждой ткани. Инактивация Х-хромосомы оценивалась метилчувствительным ПЦР локуса рецептора андрогена.
Результаты: после анализа характера инактивации Х-хромосомы были получены следующие данные, смещение инактивации (уровень ассиметрии ? 75%) наблюдалось в 66% случаев в экстраэмбриональной мезодерме у спонтанных абортусов с высоким уровнем (более 80%) трисомного клона клеток. У спонтанных абортусов с низким уровнем анеуплоидного клона и индуцированных абортусов наблюдалась равновероятная инактивация Х-хромосомы. В цитотрофобласте у спонтанных абортусов с трисомией 16 и индуцированных абортусов ассиметричная инактивация наблюдалась в 75% случаев, что согласуется с данными литературы, где отмечено, что в цитотрофобласте человека встречается и импринтированный и случайные типы инактивации Х-хромосомы.
Выводы: полученные нами результаты о смещении численного соотношения полов среди спонтанных абортусов с полной и мозаичной трисомией по 16 хромосоме впервые выявляют связь чистой формы трисомии хромосомы 16 и ассиметричной инактивации Х-хромосомы и являются первым экспериментальным подтверждением локализации аутосомного трас-фактора, отвечающего за инактивацию Х-хромосомы, на хромосоме 16.
Таким образом, анализ имеющихся на сегодняшний день данных свидетельствует о значимости процессов регуляции активности Х-хромосомы в эмбриональном периоде развития человека. Можно надеяться, что дальнейшие исследования этого феномена с расшифровкой молекулярных механизмов установления и поддержания инактивации Х-хромосомы позволят расширить наши представления о генетических и эпигенетических основах нарушений внутриутробного развития и репродукции человека.
Список литературы:
1. Евдокимова, В. Н. Никитина, Т. В. Лебедев, И. Н. Суханова, Н. Н. Назаренко, С. А. К вопросу о соотношении полов при ранней эмбриональной летальности у человека / В. Н. Евдокимова, Т. В. Никитина, И. Н. Лебедев, Н. Н. Суханова, С. А. Назаренко // Онтогенез. – 2000. – Т.31, № 4. – С.251–257.
2. Толмачева, Е. Н. Кашеварова, А. А. Лебедев И. Н. Инактивация Х-хромосомы и патология человека / Е. Н. Толмачева, А. А. Кашеварова, И. Н. Лебедев // Медицинская генетика. – 2009. – №7. – С. 9–15.
3. Beever, C. L. Stephenson, M. D. Penaherrera, M. C. et al. Skewed X-chromosome inactivation is associated with trisomy in women ascerlained on the basis of recurrent spontaneous abortion or chromosomally abnormal pregnancies / C. L. Beever, M. D. Stephenson, M. C. Penaherrera et al. // Am. J. Hum. Genet. – 2003. – Vol.72. – P. 399–407.
4. Bretherick, K. Gair, G. Robinson, W. P. The association of skewed X-chromosome inactivation with aneuploidy in humans / K. Bretherick, G. Gair, W. P. Robinson // Cytogenetic and Genome Research. – 2005. – Vol.111. – P.260-265.
5. Sullivan, A. E. Lewin, T. Stephenson, M. et al. Pregnancy outcome in reccurent miscarrige patients with skewed X chromosome inactivation / A. E. Sullivan, T. Lewin, M. Stephenson et al. // Obstet. Gynecol. – 2003. – Vol.101. – №.6. – P. 1236–1242.
|
Комментарии
2014-01-2609:26:34 Здравствуй.Ответьте пожалуйста на вопрос.Из заключения генетике:"Вероятнее всего, имеет место гиперплоидный клон с трисомией 4,10,17."Что это означает?И к чему эта поломка может в дальнейшем привести.У ребенка имеется заболевание остр.лимфобластный лейкоз пре В.