klinische informatie

een 25-jarige Chinese man (IV-1) getrouwd met een niet-bloedverwantachtige vrouw met normale chromosomen (IV-2). Dit echtpaar had een zoon (V-1) die op 6 maanden oud overleed zonder autopsie. Vorige chromosoomanalyse gaf aan dat V-1 een 45,XY,der(14;15)(q10;q10) karyotype had. De ouders van de propositus (IV-1) zijn fenotypisch normale eerste neven (III-1, III -2). Hun ouders, een gemeenschappelijke oom en beide grootouders waren niet beschikbaar voor cytogenetische analyse (Fig. 1). Mentale toestand onderzoek werd uitgevoerd op IV-1 door een psychiater.

karyotype analyse

fluorescentie in situ hybridisatie (FISH)

Sperma chromosomen van patiënt III-1 en IV-1 werden geanalyseerd door FISH. Sperma monsters werden beoordeeld op volume, concentratie en beweeglijkheid volgens de World Health Organization criteria. Na zaadanalyse werd progressief mobiel sperma geïsoleerd en tweemaal gewassen in fosfaatgebufferde zoutoplossing (pH 7.4) en gecentrifugeerd bij 1500 rpm gedurende 11 min. Pellets werden gefixeerd met 5 ml azijnzuur/methanolmengsel (1:3) gedurende ten minste 30 minuten bij 4 °C. Aliquots (40-50 µl) van de resulterende suspensie van kernen werden op koud voorbehandelde objectglaasjes uitgesmeerd. Decondensatie van de kernen werd uitgevoerd in 1 N NaOH gedurende 2 minuten. De objectglaasjes werden vervolgens afgebroken door een gesorteerde ethanolreeks (70 %, 90 %, 100 %) en gedenatureerd met 0,25% formamide in 2xSSC gevolgd door hybridisatie ‘ s nachts met een combinatie van in de handel verkrijgbare sondes. In deze studie werden twee sets sondemengsels gebruikt. Dual-color FISH werd uitgevoerd met locusspecific probes (LSP) en Tel probes van Vysis (Vysis, Downers Grove, IL, USA). Voor patiënt IV-1 en III-1 werd TelVysion Probe 14q (D14S1420,Spectrum Red) gebruikt voor 14q32.33 en TelVysion Probe 15q(D15S120, Spectrum Green) werd gebruikt voor 15q26.3.

om de aanwezigheid van interchromosomaal effect te onderzoeken, werd triple-color FISH uitgevoerd met behulp van het tweede probe mengsel, dat bestaat uit commerciële satelliet (DNA) sondes van Vysis, waaronder chromosomen 18, X en Y (CEP 18, Spectrum Blue/CEP X, Spectrum Green/CEP Y, Spectrum Red). Post-hybridisatie was inbegrepen 2 min in 0,4 xSSC / 0,3% NP-40 (pH = 7) bij 72 °C, gevolgd door 1 min in 2 xssc/0,1% NP-40 (pH = 7) bij kamertemperatuur. De dia ‘ s werden bedekt met DAPI II (Vysis). Alleen intacte spermatozoa met een vergelijkbare mate van decondensatie en duidelijke hybridisatiesignalen werden gescoord. Alle verstoorde of overlappende spermatozoa werden uitgesloten van analyse. Dia ‘ s met hybridisatie-efficiëntie van 99% en meer werden geanalyseerd. 1.000 spermacellen werden per patiënt geanalyseerd.

array comparative genomic hybridization (aCGH)

Array comparative genomic hybridization (aCGH) is geà ntroduceerd in de klinische diagnose om snel genomewide winsten en verliezen met een hogere resolutie te detecteren . Het is een methode met een hoge doorvoer die wijzigingen in het aantal kopieën detecteert in een resolutie van zelfs maar 1 Kb. Voor aCGH-analyse werd DNA uit perifeer bloed gehaald . aCGH analyse werd uitgevoerd op het gebruik van de 8 × 60 K commerciële arrays (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA).

Data-analyse

de statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van het sas-systeem (2002-2003, SAS Institute Inc., Cary, NC). Chi-kwadraat test werd gebruikt voor meiotische segregatie analyse. Een waarschijnlijkheidswaarde van minder dan 0,05 (P < 0,05) werd als statistisch significant beschouwd.

resultaten

De karyotypeanalyse werd uitgevoerd op vier leden in de familie en detecteerde twee verschillende karyotypen van Robertsoniaanse translocatie. De resultaten worden hieronder weergegeven. III-1 en III-2 waren heterozygoot terwijl IV-1 homozygoot was.

• 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

Omdat de patiënt (IV-1) heeft een symptoom van apathie, we verwees hem naar een psychiater voor een grondige mentale status onderzoek. De patiënt had geen psychiatrische voorgeschiedenis en bleef meewerken tijdens het psychiatrisch interview. Zijn denkprocessen waren lineair, logisch en consequent doelgericht en zijn oordeel was intact. Daarom werden geen psychiatrische symptomen waargenomen. Bovendien bleek uit neurologisch overleg geen focale neurologische tekorten. De resultaten van craniocerebrale computertomografie (CT) en lumbale punctie (LP) waren normaal. Elektro-encefalografie (EEG) vertoonde geen tekenen van epileptische activiteit.

de aCGH-analyse op IV-1 detecteerde een 2,03 Mb duplicatie in het gebied van q11. 1-q11 .2 op chromosoom 15 (Fig. 3). Volgens de Copy number variation database (CNVdb) is deze duplicatie een chromosomaal polymorfisme in een normale populatie. Omdat IV-1 A homologe Robertsoniaanse translocatiedrager is en zijn twee afgeleide chromosomen afkomstig waren van dezelfde Robertsoniaanse translocatiedrager, speculeerden we dat elk van de twee afgeleide chromosomen een 2.03 Mb duplicatie zou moeten hebben in het gebied van q11.1-q11.2 op chromosoom 15.

voor de analyse van het sperma van III-1 en IV-1 werden spermamonsters van de twee verschillende Robertsoniaanse translocatiedragers (III-1 en IV-1) beoordeeld op volume, concentratie en beweeglijkheid volgens de criteria van de Wereldgezondheidsorganisatie. Het volume, de concentratie en de mobiliteit van sperma in III-1 zijn aanzienlijk verminderd als gevolg van zijn ouderdom. In IV-1 daarentegen zijn ze allemaal normaal (Tabel 1). We analyseerden verder de meiotische segregatiepatronen in deze twee verschillende Robertsoniaanse translocatiedragers. In de heterozygote Robertsoniaanse translocatiedrager (III-1) was de frequentie van normale/evenwichtige spermatozoa als gevolg van alternatieve segregatie 79,9%, terwijl de frequentie van onevenwichtige spermatozoa als gevolg van aangrenzende segregatie 20,1% bedroeg, wat significant hoger is dan de normale populatie (Tabel 2). In de homozygote Robertsontranslocatie (IV-1) daarentegen was de frequentie van evenwichtige spermatozoa 99,7%, terwijl de frequentie van onevenwichtige spermatozoa slechts 0,3% was, wat vergelijkbaar is met normale populaties (Tabel 2). Deze gegevens toonden aan dat bijna alle sperma van Robertsoniaanse translocatie-homozygoten in evenwicht waren, terwijl die van heterozygoten een percentage onevenwichtig waren. Bovendien, chromosoom analyse van IV-1 Sperma toonde ofwel een 22, X, der (14;15) karyotype of 22,Y,der(14;15) karyotype ondersteunen onze speculatie. Zoals in Fig. 4, de pijl wees een sperma met vier fluorescentie signalen (twee rode en twee groene) suggereren dat dit sperma heeft twee afgeleide chromosomen van der (14; 15). Deze gegevens suggereren een potentieel speciatiemechanisme bij de mens via Robertsoniaanse translocatie.

de invloed van getransloceerde chromosomen op de synapsen en disjunctie van andere chromosomen wordt een interchromosomaal effect (Ice) genoemd . Om te bepalen of ICE aanwezig was, werden de nullisomie, disomie en diploïde percentages voor chromosomen 18, X en Y geanalyseerd in beide Robertsoniaanse translocatiedragers (Tabel 3). In de heterozygote Robertsoniaanse translocatiedrager (III-1) was er een significante toename van de snelheid van geslachtschromosoomaneuploïdie en diploïd. In de homozygote Robertsontranslocatie (IV-1) daarentegen bleef de incidentie van spermatozoa met nullisomie, disomie en diploïde voor de geslachtschromosomen vergelijkbaar met normale populaties (Tabel 3) . Deze gegevens suggereren dat ICE alleen voorkomt in bepaalde Robertsoniaanse translocatiedragers.

discussie

Rob-translocatiedragers zijn fenotypisch normaal omdat ze alleen verlies van korte arm inhouden materiaal. Veel van dergelijke herschikkingen in natuurlijke populaties van verschillende soorten zijn bekend. Robertsoniaanse herschikkingen kunnen polymorfismen in een soort verhogen, materiaal leveren voor natuurlijke selectie en zelfs leiden tot speciatie . Er is geargumenteerd dat de types van chromosoom herschikkingen die als polymorfismen of als vaste permanente heterozygoten voorkomen steevast meta – of submetacentrische chromosomen impliceren. Die die species onderscheiden en dienen om deze species te isoleren impliceren telocentrische of acrocentrische chromosomen, die zelf-steriliserend zijn . In onze studie was IV-1, een homologe Robertsoniaanse translocatiedrager, gezond en had een evenwichtige chromosomale aanvulling. Beoordeling van een sperma monster van normale sperma morfologie en motiliteit. Nog belangrijker, 99.7 % van zijn sperma is normaal of evenwichtig (Tabel 2) en er was geen interchromosomaal effect (Tabel 3).

Multicolor vissen op gedecondenseerde spermacellen maken een snelle analyse mogelijk van meiotische segregatie in sperma van translocatiedragers, waardoor informatie wordt verkregen over de exacte hoeveelheid normaal/gebalanceerd sperma . Dergelijke informatie is ongetwijfeld niet alleen belangrijk voor fundamenteel cytogenetisch onderzoek, maar ook voor reproductieve counseling van Robertsoniaanse translocatiedragers. t (14; 15) zijn zeldzame Robertsoniaanse translocaties. Onze gegevens bevestigden eerdere studies waaruit bleek dat alternatieve segregatie vaker voorkwam dan aangrenzende segregaties bij Robertsoniaanse translocatiedragers . De meiotische segregatiepatronen en interchromosomale effecten bij twee Robertsoniaanse translocatiedragers zijn echter verschillend (Tabel 2). Deze bevindingen komen overeen met eerder gepubliceerde gegevens . De hoge prevalentie van de alternatieve segregatie is vermoedelijk te wijten aan cis-configuratie van de trivalente tijdens meiose, die een alternatieve segregatie in alle Robertsoniaanse translocaties bevordert . Hoewel een Robertsoniaanse translocatiedrager een volledige genetische aanvulling heeft, is hun productieve geschiktheid verminderd als gevolg van de grote kans op genetisch onevenwichtige gameten.

het interchromosomale effect kan worden verklaard door de vorming van heterosynapsen tussen chromosomen die betrokken zijn bij de translocatie en de geslachtsblaasjes, waarbij ook andere chromosomen betrokken kunnen zijn . Ijs blijft controversieel in de literatuur. Sommige publicaties hebben haar aanwezigheid bij Robertsoniaanse translocatie aangegeven, terwijl andere geen bewijs van dit fenomeen hebben aangetoond . In onze studie zagen we een hogere incidentie van aneuploïdie voor geslachtschromosomen in spermatozoa in de heterozygote Robertsoniaanse translocatie, maar niet de homozygote Robertsoniaanse translocatie, wat suggereert dat ICE alleen voorkomt in sommige Robertsoniaanse translocatiedragers.

Robertsonherschikkingen zijn veel voorkomende chromosomale veranderingen die kunnen leiden tot een snelle en efficiënte reproductieve isolatie tussen karyotypisch vergelijkbare populaties, vooral wanneer veel Robertsoniaanse metacentrische chromosomen monobrachiale homologieën vertonen . Homozygote Robertsoniaanse translocaties zijn gemeld door verschillende groepen en systemisch beoordeeld door de O ‘ Neill groep . Dallapiccola et al. gemeld een foetus met twee T(14;21) chromosomen. De verwante ouders waren heterozygoot voor dezelfde translocatie. Martínez et al. gemeld drie volwassen broers en zussen homozygote voor t (13; 14). Hun ouders waren neven en nichten en beiden waren heterozygote dragers. Rajangam et al. vond een uniek DS karyotype 45, XY, der(14;21)pat, der (14;21)mat, +21mat. Hoewel translocatie heterozygositeit wordt geassocieerd met meiotische stoornissen, die zullen leiden tot onvruchtbaarheid en subfecunditeit, zou het geen effect op meiose moeten hebben. Hier meldden we een man met een 44,XY,der(14;15)(q10;q10),der(14;15)(q10;q10) karyotype. Robertsonian translocatie kan materiaal leveren voor evolutie. Langdurige isolatie van een groep individuen die homozygoot zijn voor een bepaald Robertsonisch translocatiechromosoom zou theoretisch kunnen leiden tot de oprichting van een nieuwe menselijke ondersoort met een volledige genetische aanvulling in 44 chromosomen. Hoewel karyotypische verschillen tussen soorten al lang worden onderkend, blijft de vraag of deze mutaties een causale rol spelen in speciatie onbeantwoord . In onze studie waren alle sperma van Robertsoniaanse translocatie-homozygoten in evenwicht, terwijl die van heterozygoten een percentage ongebalanceerde sperma hadden dat een potentieel van de homozygositeit van Robertsoniaanse translocaties voor speciatie impliceerde.