Спонтанная хромосомная нестабильность в клетках с кольцевой хромосомой как основа хромосомной терапии
Аннотация
Протяженные хромосомные аберрации часто являются причиной задержки психомоторного развития, интеллектуальных нарушений и врожденных пороков развития. Несмотря на высокую частоту мутаций, вовлекающих, как правило, нескольких генов, а также большое разнообразие самих хромосомных аномалий, в настоящее время не существует способов эффективного лечения таких пациентов. Цель - изучение спонтанной хромосомной нестабильности у пациентов с кольцевыми хромосомами в дифференцированных и индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (ИПСК). У пациентов с интеллектуальными нарушениями и аномалиями развития в ходе стандартного кариотипирования выявлены кольцевые хромосомы 13 и 22. С использованием микрочипов Agilent 860K в кариотипе пробандов идентифицирован ряд дополнительных хромосомных мутаций. ИПСК получены путем экзогенной экспрессии транскрипционных факторов (KLF4, OCT4, SOX2 и с-MYC человека) из фибробластов кожи. У пациентов идентифицированы терминальные делеции 13q34 и 22q13.32-q13.33, обусловившие образование кольцевых хромосом 13 и 22, соответственно. Методом FISH-анализа подтверждено наличие кольцевых хромосом и установлено, что доля лимфоцитов с моносомией по хромосоме 13 составила 47%, по хромосоме 22 - 8%. На первом пассаже 50% и 24% фибробластов оказались моносомными по хромосомам 13 и 22 соответственно. На 9 пассаже зарегистрировано 56% фибробластов с моносомией по хромосоме 13. Среди лимфоцитов и фибробластов на 9 пассаже 1,8% и 1% клеток соответственно имели нормальный кариотип. К 33 пассажу число фибробластов с моносомией по хромосоме 22 достигло 44% и статистически значимо превысило исходный уровень (р<0,05). Доля ИПСК, моносомных по хромосоме 22, варьировала в пределах 6,3-17% для разных клонов. Наличие моносомных клеток у пациентов с кольцевой хромосомой указывает на хромосомную нестабильность уже in vivo . In vitro наблюдается статистически значимое увеличение числа клеток с моносомией по хромосоме 22. Клетки с нормальным кариотипом могут являться свидетельством процессов коррекции хромосомного дефекта, что лежит в основе начинающей разрабатываться так называемой «хромосомной терапии» генетических заболеваний.
Об авторах
А. А. Кашеварова
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
Е. О. Беляева
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
А. М. Никонов
Краевое государственное бюджетное учреждение здравоохранения «Диагностический центр Алтайского края»
Россия
Россия
О. В. Плотникова
Краевое государственное бюджетное учреждение здравоохранения «Диагностический центр Алтайского края»
Россия
Россия
И. Г. Гергерт
Алтайский Краевой Клинический Перинатальный центр «Дар»
Россия
Россия
Т. В. Никитина
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
Н. А. Скрябин
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
А. Г. Мензоров
ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН»
Россия
Россия
М. М. Гридина
ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН»
Россия
Россия
С. А. Васильев
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
М. Е. Лопаткина
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
Р. Р. Савченко
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
А. В. Чурилова
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
Е. Н. Толмачева
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
О. Л. Серов
ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН»
Россия
Россия
Л. П. Назаренко
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
И. Н. Лебедев
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Khan MA, Khan S, Windpassinger C et al. The Molecular Genetics of Autosomal Recessive Nonsyndromic Intellectual Disability: a Mutational Continuum and Future Recommendations. Ann Hum Genet. 2016; 80(6):342-368.
2. Chiurazzi P, Pirozzi F. Advances in understanding - genetic basis of intellectual disability. 2016; doi: 10.12688/f1000research.7134.1.
3. Kim T, Bershteyn M, Wynshaw-Boris A. Chromosome therapy. Correction of large chromosomal aberrations by inducing ringchromosomes in induced pluripotent stem cells (iPSCs). Nucleus. 2014; 5(5):391-395.
4. Plona K, Kim T, Halloran K, Wynshaw-Boris A. Chromosome therapy: Potential strategies for the correction of severe chromosome aberrations. Am J Med Genet C Semin Med Genet. 2016; 172(4):422-430.
5. Протокол aCGH для микрочипов Agilent Technologies - http://www.chem-agilent.com/pdf/G4410-90020v3_1_CGH_ULS_Protocol.pdf
6. База данных геномных вариантов - http://projects.tcag.ca/variation/?source=hg18
7. Каталог «Менделевское наследование у человека» - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim
8. Takahashi K, Okita K, Nakagawa M, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from fibroblast cultures. Nat Protoc. 2007; 2(12):3081-3089.
9. База данных геномных вариантов и фенотипов - https://decipher.sanger.ac.uk/
10. Bershteyn M, Hayashi Y, Desachy G et al. Cell-autonomous correction of ring chromosomes in human induced pluripotent stem cells. Nature. 2014;507(7490):99-103.
11. Кашеварова АА, Лебедев ИН. Траектории интерпретации фенотипа и кариотипа через призму взаимодействия врача-генетика и лабораторного генетика. Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике / Под ред. чл.-корр. РАЕН А.Б. Масленникова. - Вып. 26. - Новосибирск: Академиздат, 2017; 47-55.
12. Izykowska K, Przybylski GK, Gand C et al. Genetic rearrangements result in altered gene expression and novel fusion transcripts in Sеzary syndrome. Oncotarget. 2017; 8(24):39627-39639.
13. Беляева ЕО, Кашеварова АА, Никонов АМ и др. Значимость молекулярного кариотипирования для уточнения диагноза при цитогенетически визуализируемой хромосомной патологии. Медицинская генетика. 2016; 7:17-20.
14. Rocchi M, Archidiacono N, Carbone R et al. Isolation of a human chromosome 22-specific alpha satellite clone. Cytogenet. Cell Genet. 1991; 58:2050-2051.
Рецензия
Для цитирования:
Кашеварова А.А., Беляева Е.О., Никонов А.М., Плотникова О.В., Гергерт И.Г., Никитина Т.В., Скрябин Н.А., Мензоров А.Г., Гридина М.М., Васильев С.А., Лопаткина М.Е., Савченко Р.Р., Чурилова А.В., Толмачева Е.Н., Серов О.Л., Назаренко Л.П., Лебедев И.Н. Спонтанная хромосомная нестабильность в клетках с кольцевой хромосомой как основа хромосомной терапии. Медицинская генетика. 2017;16(12):18-26.
For citation:
Kashevarova A.A., Belyaeva E.O., Nikonov A.M., Plotnikova O.V., Gergert I.G., Nikitina T.V., Skryabin N.A., Menzorov A.G., Gridina M.M., Vasilyev S.A., Lopatkina M.E., Savchenko R.R., Churilova A.V., Tolmacheva E.N., Serov O.L., Nazarenko L.P., Lebedev I.N. Spontaneous chromosomal instability in cells with a ring chromosome as the basis for chromosomal therapy. Medical Genetics. 2017;16(12):18-26. (In Russ.)
Просмотров: 485
Послать статью по эл. почте 