informacja kliniczna
25-letni Chińczyk (IV-1) żonaty z nie spokrewnioną kobietą z normalnymi chromosomami (IV-2). Para miała syna (V-1), który zmarł w wieku 6 miesięcy bez autopsji. Wcześniejsze analizy chromosomów wykazały,że V-1 miał kariotyp 45,XY, der(14;15)(q10;q10). Rodzice propositusa (IV-1) są fenotypowo normalnymi kuzynami pierwszego stopnia (III-1, III -2). Ich rodzice, wspólny wujek i obaj dziadkowie nie byli dostępni do analizy cytogenetycznej (rys. 1). Badanie stanu psychicznego zostało przeprowadzone na IV-1 przez psychiatrę.
analiza kariotypu
fluorescencja in situ hybrydyzacja (Fish)
chromosomy plemników od pacjenta III-1 I IV-1 były analizowane przez FISH. Próbki nasienia oceniano pod względem objętości, stężenia i ruchliwości zgodnie z kryteriami Światowej Organizacji Zdrowia. Po analizie nasienia, stopniowo ruchome plemniki izolowano i dwukrotnie przemywano buforowanym fosforanem roztworem soli fizjologicznej (pH 7.4) i wirowane przy 1500 obr. / min przez 11 min. Granulki utrwalano w 5 ml mieszaniny kwas octowy/metanol (1: 3) przez co najmniej 30 minut w temperaturze 4 °C. iloczyny (40-50 µl) powstałej zawiesiny jąder rozmazywano na zimnych, wstępnie oczyszczonych szkiełkach. Dekondensację jąder przeprowadzono w 1 N NaOH przez 2 min. Szkiełka zostały następnie zdegradowane przez stopniowaną serię etanolu (70 %, 90 %, 100 %) i denaturowane 0,25% formamidem w 2xSSC, a następnie przez noc hybrydyzację z kombinacją dostępnych w handlu sond. W badaniu wykorzystano dwa zestawy mieszanin sond. Ryby dwukolorowe przeprowadzono przy użyciu sond locusspecific (LSP) i TEL z Vysis (Vysis, Downers Grove, IL, USA). Dla pacjentów IV-1 I III-1 zastosowano sondę TelVysion 14q(D14s1420, Spectrum Red) dla 14q32.33, A sondę TelVysion 15q (D15s120, Spectrum Green) dla 15q26.3.
aby zbadać obecność efektu interchromosomalnego, trójbarwną rybę przeprowadzono przy użyciu drugiej mieszaniny sond, która składa się z komercyjnych sond satelitarnych (DNA) z Vysis, w tym chromosomów 18, X I Y (CEP 18, Spectrum Blue/CEP X, Spectrum Green/CEP Y, Spectrum Red). Płukania po hybrydyzacji obejmowały 2 min w 0,4 xSSC/0,3% NP-40 (pH = 7) w temperaturze 72 °C, a następnie 1 min w 2xssc / 0,1% NP-40 (pH = 7) w temperaturze pokojowej. Szkiełka były pokryte DAPI II (Vysis). Oceniano tylko nienaruszone plemniki o podobnym stopniu dekondensacji i wyraźnych sygnałach hybrydyzacji. Wszystkie uszkodzone lub nakładające się plemniki zostały wyłączone z analizy. Analizowano preparaty o skuteczności hybrydyzacji 99 % i większej. Analizowano 1000 jąder plemników na pacjenta.
array comparative genomic hybridization (aCGH)
array comparative genomic hybridization (aCGH) został wprowadzony w diagnostyce klinicznej, aby szybko wykryć zyski i straty w całym genomie z wyższą rozdzielczością . Jest to metoda o wysokiej przepustowości, która wykrywa zmiany liczby kopii do rozdzielczości nawet 1 Kb. Do analizy aCGH DNA Pobrano z krwi obwodowej. analiza aCGH została przeprowadzona przy użyciu macierzy komercyjnych 8 × 60 K (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA).
analiza danych
analiza statystyczna została przeprowadzona przy użyciu systemu SAS (2002-2003, SAS Institute Inc., Cary, NC). Test Chi-kwadrat został użyty do analizy segregacji mejotycznej. Wartość prawdopodobieństwa mniejsza niż 0,05 (P < 0,05) została uznana za statystycznie istotną.
wyniki
analiza kariotypu została przeprowadzona na czterech członkach rodziny i wykryto dwa różne kariotypy translokacji Robertsona. Wyniki przedstawiono poniżej. III – 1 I III-2 były heterozygotyczne, podczas gdy IV-1 był homozygotyczny.
-
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
ponieważ pacjent (IV-1) ma objaw apatii, skierowaliśmy go do psychiatry na dokładne badanie stanu psychicznego. Pacjent nie miał historii psychiatrycznej i pozostawał współpracownikiem podczas przesłuchania psychiatrycznego. Jego procesy myślowe były liniowe, logiczne i konsekwentnie ukierunkowane na cel, a jego osąd był nienaruszony. Dlatego nie obserwowano objawów psychiatrycznych. Ponadto konsultacja neurologiczna nie wykazała ogniskowych deficytów neurologicznych. Wyniki tomografii czaszkowo-mózgowej (CT) i punkcji lędźwiowej (LP) były prawidłowe. Elektroencefalografia (EEG) nie wykazała żadnych oznak aktywności napadowej.
analiza aCGH na IV-1 wykryła duplikację 2,03 Mb w regionie q11.1-q11.2 na chromosomie 15 (Fig. 3). Według Copy number variation database (CNVdb) powielanie to jest polimorfizmem chromosomalnym w normalnej populacji. Ponieważ IV-1 jest homologicznym nośnikiem translokacji Robertsona, a jego dwa pochodne chromosomy pochodzą od tego samego nośnika translokacji Robertsona, spekulowaliśmy, że każdy z dwóch pochodnych chromosomów powinien mieć duplikację 2,03 Mb w regionie q11.1-q11.2 na chromosomie 15.
analiza aCGH IV-1 wykazała duplikację 2,03 Mb na chromosomie 15 q11.1-q11.2 (arr 15q11.1q11.2 (20,481,702-22,509,254) x4)
w celu analizy nasienia III-1 I IV-1, próbki nasienia z dwóch różnych Robertsonian translokacji nośników (III-1 I IV-1) oceniono pod kątem objętości, stężenia i ruchliwości zgodnie z kryteriami Światowej Organizacji Zdrowia. Objętość, stężenie i mobilność plemników w III-1 są znacznie zmniejszone ze względu na podeszły wiek. Natomiast wszystkie są normalne w IV-1 (Tabela 1). Następnie przeanalizowaliśmy mejotyczne wzorce segregacji w tych dwóch różnych transporterów translokacji Robertsona. W heterozygocie Robertsonian translokation carrier (III-1), częstość prawidłowych / zrównoważonych plemników wynikających z alternatywnej segregacji wynosiła 79,9 %, podczas gdy częstość niezbalansowanych plemników wynikających z sąsiedniej segregacji wynosiła 20,1%, co jest znacznie wyższe niż w populacji normalnej (Tabela 2). Natomiast w translokacji Homozygota Robertsona (IV-1) częstość występowania plemników zrównoważonych wynosiła 99,7%, podczas gdy częstość niezbalansowanych plemników wynosiła tylko 0,3 %, co jest podobne do normalnych populacji (Tabela 2). Dane te wykazały, że prawie wszystkie plemniki Robertsonian translokacji homozygoty były zrównoważone, podczas gdy te heterozygoty miał procent niezrównoważony. Ponadto analiza chromosomów plemników IV-1 wykazała kariotyp 22,X,der (14;15) lub kariotyp 22,Y,der(14;15) potwierdzający nasze spekulacje. Jak pokazano na Fig. 4, strzałka wskazała plemnik z czterema sygnałami fluorescencyjnymi (dwa czerwone i dwa zielone), co sugeruje, że plemnik ten ma dwa chromosomy pochodne der(14;15). Dane te sugerują potencjalny mechanizm specjacji u ludzi poprzez translokację Robertsona.
plemniki po hybrydyzacji z TelVysion 14q32.33 (spektrum czerwone) i TelVysion 15q26.3 (spektrum zielone). Plemniki z czerwoną strzałką mogą być plemnikami diploidalnymi
wpływ translokowanych chromosomów na synapsy i dysjunkcję innych chromosomów nazywa się efektem interchromosomalnym (ICE) . W celu ustalenia, czy lód był obecny, analizowano nullizomię, disomię i diploidalne wskaźniki chromosomów 18, X I Y u obu Robertsońskich nosicieli translokacji (Tabela 3). W translokacji heterozygota Robertsona (III-1) stwierdzono znaczny wzrost częstości aneuploidii i diploidii chromosomów płciowych. Natomiast w translokacji Homozygotów Robertsona (IV-1) częstość występowania plemników z zerową, disomią i diploidalną dla chromosomów płci pozostała podobna do normalnej populacji (Tabela 3) . Dane te sugerują, że lód występuje tylko u niektórych Robertsońskich nosicieli translokacji.
dyskusja
przenoszenie Rob jest fenotypowo normalne, ponieważ obejmuje utrata tylko krótkiego materiału ramienia. Znanych jest wiele takich przemieszczeń w naturalnych populacjach różnych gatunków. Rearanżacje Robertsona mogą zwiększać polimorfizmy w gatunku, dostarczać materiału do naturalnej selekcji, a nawet prowadzić do specjacji . Argumentowano, że rodzaje rearanżacji chromosomów, które występują jako polimorfizmy lub jako stałe stałe heterozygoty, zawsze obejmują meta – lub submetacentryczne chromosomy. Te, które rozróżniają gatunki i służą do ich izolowania, obejmują telocentryczne lub akcentryczne chromosomy, które są samosterylizujące . W naszym badaniu IV-1, który jest homologicznym nośnikiem translokacji Robertsona, był zdrowy i miał zrównoważony dopełniacz chromosomowy. Ocena próbki nasienia wykazała prawidłową morfologię i ruchliwość plemników. Co ważniejsze, 99.7 % jego nasienia jest prawidłowe lub zrównoważone (Tabela 2) i nie stwierdzono efektu interchromosomalnego (Tabela 3).
Multicolor FISH na zdekondensowanych jądrach plemników pozwala na szybką analizę segregacji mejotycznej w plemnikach nośników translokacji, dostarczając informacji o dokładnej ilości normalnego/zbilansowanego nasienia . Takie informacje są bez wątpienia ważne nie tylko dla podstawowych badań cytogenetycznych, ale także dla poradnictwa reprodukcyjnego transplantologów Robertsona. t (14;15) są rzadkimi translokacjami Robertsona. Nasze dane potwierdziły wcześniejsze badania pokazujące, że segregacja alternatywna była częstsza niż segregacje przyległe w Transplokacjach Robertsona. Jednak wzorce segregacji mejotycznej i efekty interchromosomalne w dwóch Transplokacyjnych nośnikach Robertsona są różne(Tabela 2). Wyniki te są zgodne z wcześniej opublikowanymi danymi . Wysoki rozpowszechnienie alternatywnej segregacji wynika prawdopodobnie z cis-konfiguracji trójwartościowej podczas mejozy, która sprzyja alternatywnej segregacji we wszystkich Translokacjach Robertsona . Mimo że Robertsonian translokacji nosiciel posiada pełny genetyczny dopełniacz, ich produktywność jest zmniejszona ze względu na wysokie prawdopodobieństwo genetycznie niezrównoważonych GAMET.
efekt interchromosomalny można wytłumaczyć tworzeniem heterosynaps między chromosomami biorącymi udział w translokacji i pęcherzykiem płciowym, które mogą również obejmować inne chromosomy . Lód pozostaje kontrowersyjny w literaturze. Niektóre publikacje wskazywały na jego obecność z translokacją Robertsona, podczas gdy inne nie wykazały dowodów na to zjawisko . W naszych badaniach zaobserwowaliśmy większą częstość występowania aneuploidii dla chromosomów płciowych w plemnikach w translokacji heterozygoty Robertsońskiej, ale nie w translokacji homozygoty Robertsońskiej, co sugeruje, że lód występuje tylko u niektórych Robertsońskich nosicieli translokacji.
robertsonian rearrangements are common chromosomal changes that can lead to rapid and efficient reproductive isolation between kariotypically similar populations, especially when many robertsonian metacentric chromosomy display monobrachial homologie . Homozygotyczne translokacje Robertsona zostały zgłoszone przez kilka grup i systemowo zrewidowane przez grupę O ’ Neilla . Dallapiccola et al. odnotowano płód z dwoma chromosomami t(14;21). Spokrewnieni rodzice byli heterozygoci dla tej samej translokacji. Martinez et al. trzy dorosłe rodzeństwo homozygotyczne dla t(13;14). Ich rodzice byli kuzynami i oboje byli nosicielami heterozygotycznymi. Rajangam et al. znaleziono unikalny kariotyp DS 45, XY, der(14;21)pat, der (14; 21) mat, +21mat. Chociaż heterozygotyzm translokacyjny jest związany z zaburzeniami mejotycznymi, które prowadzą do niepłodności i subfekundowości, nie powinien mieć żadnego wpływu na mejozę. Tutaj zgłosiliśmy człowieka z kariotypem 44,XY,der(14;15)(q10;q10), der(14;15)(q10;q10). Translokacja Robertsona może stanowić materiał do ewolucji. Długotrwała izolacja grupy osobników homozygotycznych dla danego chromosomu Translokacyjnego może teoretycznie doprowadzić do powstania nowego podgatunku ludzkiego posiadającego pełne dopełnienie genetyczne w 44 chromosomach. Chociaż różnice kariotypowe między gatunkami są od dawna rozpoznawane, pytanie, czy mutacje te odgrywają rolę przyczynową w specjacji, pozostaje bez odpowiedzi . W naszych badaniach, wszystkie plemniki Robertsonian translokacji homozygoty były zrównoważone, podczas gdy te heterozygoty miał procent niezrównoważonych te implikujące potencjał homozygotyczności Robertsonian translokacji dla specjacji.