Klinické informace

25-rok-starý Číňan (IV-1) ženatý s non-příbuzný ženy s normální chromozomy (IV-2). Tento pár měl syna (V-1), který zemřel ve věku 6 měsíců bez pitvy. Předchozí analýza chromozomů ukázala, že V-1 měl karyotyp 45, XY, der (14; 15) (q10;q10). Rodiče propositus (IV-1) jsou fenotypicky normální první bratranci (III-1, III -2). Jejich rodiče, společný strýc a oba prarodiče nebyli k dispozici pro cytogenetickou analýzu (obr. 1). Vyšetření duševního stavu bylo provedeno na IV-1 psychiatrem.

Karyotyp analýza

Fluorescenční in situ hybridizace (FISH)

Spermií chromozomů od pacienta III-1 a IV-1 byly analyzovány pomocí RYBY. Vzorky spermatu byly hodnoceny z hlediska objemu, koncentrace a motility podle kritérií Světové zdravotnické organizace. Po analýze spermatu byly postupně mobilní spermie izolovány a dvakrát promyty ve fyziologickém roztoku pufrovaném fosfátem (pH 7.4) a odstředí se při 1500 ot / min po dobu 11 minut. Pelety byly stanoveny s 5 ml kyseliny octové/methanol směs (1:3) po dobu nejméně 30 min při 4 °C. Alikvoty (40-50 µl) výsledná suspenze jader byly namazané na studené pre-vyčistit snímky. Dekondenzace jader byla provedena v 1 N NaOH po dobu 2 minut. Snímky pak byly degradovány odstupňované ethanol série (70 %, 90 %, 100 %) a denaturované s 0.25 % formamidu v 2xSSC následuje přes noc hybridizace s kombinací komerčně dostupných sond. V této studii byly použity dvě sady směsí sond. Dvoubarevná ryba byla provedena pomocí locusspecific sondy (LSP)a Tel sondy z Vysis (Vysis, Downers Grove, IL, USA). Pro pacienta IV-1 a III-1,TelVysion Sonda 14q (D14S1420, Spektrum Červené) byl použit pro 14q32.33 a TelVysion Sonda 15q(D15S120, Spectrum Green) byl použit pro 15q26.3.

zjistit přítomnost interchromosomal efekt, triple-barva RYB byl proveden pomocí druhé sondy směs, která se skládá z komerčního satelitu (DNA) sondy od Vysis, včetně chromozomů 18, X a Y (CEP 18, Spectrum Blue/CEP X Spectrum Zelená/CEP Y, Spektrum Červené). Post-hybridizační myje v ceně 2 min v 0.4 xSSC/o 0,3% NP-40 (pH = 7) při teplotě 72 °C, následuje 1 min v 2xSSC/o 0,1% NP-40 (pH = 7) při pokojové teplotě. Skluzavky byly pokryty DAPI II (Vysis). Byly zaznamenány pouze neporušené spermie nesoucí podobný stupeň dekondenzace a jasné hybridizační signály. Všechny narušené nebo překrývající se spermie byly z analýzy vyloučeny. Byly analyzovány snímky s účinností hybridizace 99% a více. Na jednoho pacienta bylo analyzováno 1 000 jader spermií.

Array komparativní genomová hybridizace (aCGH)

Array komparativní genomová hybridizace (aCGH) byla zavedena v klinické diagnostice rychle odhalit genomewide zisky a ztráty s vyšším rozlišením . Jedná se o metodu s vysokou propustností, která detekuje změny počtu kopií s rozlišením dokonce až 1 Kb. Pro analýzu aCGH byla DNA extrahována z periferní krve . analýza aCGH byla provedena na použití komerčních polí 8 × 60 k (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA).

analýza Dat

statistická analýza byla provedena pomocí systému SAS (2002-2003, SAS Institute Inc., Cary, NC). Chí-kvadrátový test byl použit pro meiotickou segregační analýzu. Hodnota pravděpodobnosti menší než 0,05 (P < 0,05) byla považována za statisticky významnou.

Výsledky

karyotyp analýza byla provedena na čtyřech členů v rodině a detekovány dvě různé karyotypes Robertsonské translokace. Výsledky jsou uvedeny níže. III-1 a III-2 byly heterozygotní, zatímco IV-1 byl homozygotní.

• III-1: 45,XY,der(14;15)(q10;q10)

• III-2: 45,XX,der(14;15)(q10;q10)

• IV-1: 44,XY,der(14;15)(q10;q10), der(14;15)(q10;q10)

• IV-2: 46,XX

Protože pacient (IV-1) má příznakem apatie, odkázali jsme ho k psychiatrovi pro důkladné vyšetření duševního stavu. Pacient neměl žádnou psychiatrickou anamnézu a během psychiatrického rozhovoru zůstal spolupracovat. Jeho myšlenkové procesy byly lineární, logický, a důsledně cílené a jeho úsudek byl neporušený. Proto nebyly pozorovány žádné psychiatrické příznaky. Konzultace neurologie navíc neodhalila žádné fokální neurologické deficity. Výsledky kraniocerebrální počítačové tomografie (CT) a lumbální punkce (LP) byly normální. Elektroencefalografie (EEG) nevykazovala žádné známky záchvatové aktivity.

aCGH analýza IV-1 zjistil 2.03 Mb duplikace v oblasti q11.1-q11.2 na chromozomu 15 (Obr. 3). Podle databáze variací počtu kopií (CNVdb) je tato duplikace chromozomálním polymorfismem v normální populaci. Protože IV-1 je Homologní Robertsonské translokace dopravce a jeho dva deriváty chromozomů pochází ze stejné Robertsonské translokace nosič, jsme spekulovali, že každé dvě derivace chromozomy by měly mít 2.03 Mb duplikace v oblasti q11.1-q11.2 na chromozomu 15.

analýza spermie III-1 a IV-1, vzorky spermatu od dva různé Robertsonské translokace dopravců, (III-1 a IV-1) byly posouzeny pro objem, koncentrace a motility podle Světové Zdravotnické Organizace kritéria. Objem, koncentrace a pohyblivost spermií v III-1 jsou významně sníženy kvůli jeho stáří. Naproti tomu jsou všechny normální V IV-1 (Tabulka 1). Dále jsme analyzovali meiotické segregační vzorce v těchto dvou různých Robertsonovských translokačních nosičích. V heterozygot Robertsonské translokace dopravce (III-1), četnost normální/vyvážený spermie, vyplývající z alternativní segregace byla 79.9 %, zatímco frekvence nevyvážené spermie, vyplývající z přilehlých oddělení byla 20.1 %, což je výrazně vyšší než u normální populace (Tabulka 2). V kontrastu, v homozygotní Robertsonské translokace (IV-1), četnost vyvážené spermií byl 99,7 %, zatímco frekvence nevyvážené spermií bylo pouze 0,3 %, což je podobné běžné populace (Tabulka 2). Tato data prokázala, že téměř všechny spermie Robertsonovských translokačních homozygotů byly vyvážené, zatímco heterozygoti měli procento nevyvážených. Kromě toho analýza chromozomů spermatu IV-1 ukázala buď karyotyp 22, X, der(14;15) nebo karyotyp 22,Y,der (14;15) podporující naše spekulace. Jak je znázorněno na obr. 4, šipka ukázala spermie se čtyřmi fluorescenčními signály (dvěma červenými a dvěma zelenými), což naznačuje, že tato spermie má dva derivační chromozomy der (14; 15). Tato data naznačují potenciální mechanismus speciace u lidí prostřednictvím Robertsonovské translokace.

vliv přemístěný chromozomů na synapsích a oddělení dalších chromozomů se nazývá interchromosomal efekt (LED) . K určení, zda byl LED přítomen, nullisomy, disomy a diploidní sazby pro chromozomů 18, X a Y byly analyzovány v obou Robertsonské translokace dopravci (Tabulka 3). V heterozygot Robertsonské translokace dopravce (III-1), došlo k výraznému zvýšení míry aneuploidie pohlavních chromozomů a diploidní. V kontrastu, v homozygotní Robertsonské translokace (IV-1), výskyt spermií s nullisomy, disomy a pro diploidní pohlavní chromozomy zůstal podobný normální populace (Tabulka 3) . Tato data naznačují, že ICE se vyskytuje pouze u některých Robertsonovských translokačních nosičů.

Diskuse

Rob nese translokaci jsou fenotypově normální, protože zahrnují ztrátu pouze krátké rameno materiál. Je známo mnoho takových přeskupení v přirozených populacích různých druhů. Robertsonovské přeskupení může zvýšit polymorfismy u druhu, poskytnout materiál pro přirozený výběr a dokonce vést ke speciaci . Bylo argumentováno, že typy chromozomálních přeskupení, které se vyskytují jako polymorfismy nebo jako fixní permanentní heterozygoti, vždy zahrnují meta-nebo submetacentrické chromozomy. Ty, které rozlišují druhy a slouží k izolaci těchto druhů, zahrnují telocentrické nebo akrocentrické chromozomy, které se samy sterilizují . V naší studii byl IV-1, který je homologním Robertsonovským translokačním nosičem, zdravý a měl vyvážený chromozomální KOMPLEMENT. Hodnocení vzorku spermatu z prokázalo normální morfologii a motilitu spermií. Důležitější je 99.7 % jeho spermií je normální nebo vyvážené (Tabulka 2) a nedošlo k žádnému interchromozomálnímu účinku (Tabulka 3).

Vícebarevná RYBY na decondensed spermie jádra umožňuje rychlou analýzu meiotické segregace v spermií nositelů translokací, poskytuje informace o přesné množství normální/vyvážený spermií . Tyto informace jsou nepochybně důležité nejen pro základní cytogenetické výzkumu, ale také pro reprodukční poradenství Robertsonské translokace dopravci. t (14; 15) jsou vzácné Robertsonovské translokace. Naše data potvrzují předchozí studie, které ukazují, že alternativní segregace byla častěji než sousední segregací v Robertsonské translokace dopravci . Meiotické segregační vzorce a interchromozomální účinky u dvou Robertsonovských translokačních nosičů jsou však odlišné (Tabulka 2). Tato zjištění jsou v souladu s dříve publikovanými údaji . Vysoká prevalence alternativní segregace je pravděpodobně v důsledku cis-konfiguraci trojmocný během meiózy, který upřednostňuje alternativní segregaci ve všech Robertsonské translokace . Ačkoli Robertsonovský translokační nosič má plný genetický doplněk, jejich produktivní zdatnost je snížena kvůli vysoké pravděpodobnosti geneticky nevyvážených gamet.

interchromosomal efekt by mohl být vysvětlen vznik heterosynapses mezi chromozomy zapojených do translokace a sex váček, který může také zahrnovat jiné chromozomy . LED zůstává v literatuře kontroverzní. Některé publikace naznačily jeho přítomnost Robertsonovskou translokací, zatímco jiné neprokázaly žádný důkaz tohoto jevu . V naší studii jsme pozorovali vyšší výskyt aneuploidie sex chromozomů spermie v heterozygot Robertsonské translokace, ale ne homozygotní Robertsonské translokace, což naznačuje, že LED se vyskytuje pouze v některých Robertsonské translokace dopravci.

Robertsonské přestaveb jsou časté chromozomální změny, které mohou vést k rychlé a efektivní reprodukční izolace mezi karyotypically podobné populace, zvláště když mnoho Robertsonské metacentrická chromozomů zobrazení monobrachial homologies . Homozygotní Robertsonovské translokace byly hlášeny několika skupinami a systémově přezkoumány skupinou O ‚ Neill . Dallapiccola et al. hlášený plod se dvěma chromozomy t(14;21). Příbuzní rodiče byli heterozygotní pro stejnou translokaci. Martinez et al. hlášeno tři dospělí sourozenci homozygotní pro t (13; 14). Jejich rodiče byli bratranci a oba byli heterozygotní nositelé. Rajangam et al. našel jedinečný DS karyotyp 45, XY, der (14;21)pat, der (14; 21) mat, +21mat. Ačkoli translokační heterozygotnost je spojena s meiotickými poruchami, které povedou k neplodnosti a subfecunditě, neměla by mít žádný vliv na meiózu. Zde jsme hlásili muže s karyotypem 44,XY,der(14; 15) (q10; q10), der (14; 15) (q10;q10). Robertsonova translokace může poskytnout materiál pro evoluci. Dlouhodobé izolace na skupinu jednotlivců, kteří jsou homozygotní pro určitou Robertsonské translokace chromozomu by teoreticky mohlo vést k vytvoření nového lidského poddruhu s plnou genetickou informaci ve 44 chromozomů. Ačkoli karyotypové rozdíly mezi druhy jsou již dlouho uznávány, otázka, zda tyto mutace hrají kauzální roli ve speciaci, zůstává nezodpovězena . V naší studii, všechny spermie Robertsonské translokace homozygotů byly vyvážené, zatímco ty z heterozygoti měl podíl nevyvážené ty, ukazujících na potenciální z homozygotnosti Robertsonské translokace pro speciace.