Цитогенетическая и молекулярно-цитогенетическая характеристика микроделяционных синдромов Прадера-Вилли, Ангельмана и Ди Джорджи
На организменном уровне эффект импринтинга обнаружен в связи с наличием в хромосомном наборе фрагментов или целых хромосом одного (материнского или отцовского) происхождения — так называемая однородытельская дисомия (ОРД), т.е. наблюдается качественный, а не количественный хромосомный дисбаланс. Известны два основных механизма образования ОРД у человека: коррекция трисомии до дисомии (гетеродисомия), происходящая в 1-м мейотическом делении, и коррекция моносомии до дисомии (изодисомия) — во 2-м мейотическом делении.
Феноменология импринтинга значительно лучше изучена у мыши, чем у человека, и поскольку известна гомология между хромосомами человека и мыши (примерно по 700 локусам), можно использовать данные по импринтингу, полученные на мышах, для целенаправленного поиска импринтинга по определенным локусам у человека.
Импринтированные гены и их транскрипты обнаружены на многих хромосомах человека — 1, 5, 6, 7, 11, 13, 15, 19, 20 и X. На хромосоме 7 мыши и хромосомах 1 и 15 человека найдены два больших кластера ортологичных импринтированных генов, т.е. эволюционно консервативных по статусу импринтинга. Идентифицированы гены с полиморфным импринтингом, т.е. с сочетанием моноаллельной экспрессии в одних тканях и диаллельной — в других. По-видимому, такая тканеспецифическая эпигенетическая модификация некоторых генов может быть одним из механизмов, обеспечивающих дифференциальную экспрессию генов клеток разных тканей в ходе развития [1].
В последние годы с помощью молекулярно-генетических методов феномен геномного импринтинга наблюдают и при мультифакториальных заболеваниях. Например, четко выраженный отцовский импринтинг обнаружен при атопическом дерматите, материнский — при бронхиальной астме и атопии у детей. При инсулинзависимом сахарном диабете выявлена более высокая вероятность отцовского импринтинга. Ген инсулина у человека расположен в кластере импринтированных генов 11р15 и гомологичен локусам в мышином геноме, подверженным импринтингу. Кроме того, обнаружена ОРД отцовского происхождения у детей с неонатальным сахарным диабетом.
Примеров заболеваний, в основе этиологии которых лежит нарушение функции импринтированных участков генома, довольно много, поэтому можно говорить об особом классе заболеваний человека — «болезнях импринтинга», которых насчитывается уже более 30. Основные из них приведены в табл. 1.
Таблица 1
Предполагаемые «болезни импринтинга» у человека
Заболевание | Хромосома | Происхождение |
Синдром Адамса—Оливера. | Материнское | |
Болезнь Альцгеймера | Отцовское | |
Синдром Энжельмена | 15 | Материнское |
Атопия | 11 | То же |
Церебеллярная атаксия | Отцовское | |
Расщелина губы | То же | |
Врожденный порок сердца | Материнское | |
Семейные опухоли клубочков | 11 | Отцовское |
Синдром ломкой хромосомы X | X | Материнское |
Синдром Гольденхара | То же | |
Хорея Гентингтона (ювенильная форма) | 4 | Отцовское |
Идиопатический гипертрофический субаортальный стеноз | То же | |
Злокачественная гипертермия | 19 | Материнское |
Миотоническая дистрофия (врожденная) | 19 | То же |
Нарколепсия | 6 | » » |
Дефекты невральной трубки | Отцовское | |
Нейрофиброматоз 1 | 17 | Материнское |
Нейрофиброматоз II | 22 | То же |
Поликистоз почек (два локуса) | 16 и ? | Материнское и отцовское |
Поликистоз яичников | Материнское | |
Синдром Прадера—Вилли | 15 | Отцовское |
Псориаз | То же | |
Псевдопсевдогипопаратиреоз | 20 | Материнское |
Спиноцеребеллярная атаксия | Отцовское | |
Туберозный склероз | Материнское | |
Синдром Видемана—Беквита | 11 | То же |
Билатеральная спорадическая ретинобластома | 13 | » » |
Агенезия почек, аномалии лица | 16 | » » |
Синдром лицевых аномалий, микрокрании, аномалий респираторного тракта, гепатомегалии | 14 | Отцовское |
Синдром Сильвера—Рассела | 7 | Материнское |
Синдром умственной отсталости, низкого роста, преждевременного полового созревания | 14 | То же |
Заболевание | Хромосома | Происхождение |
Синдром Адамса—Оливера. | Материнское | |
Болезнь Альцгеймера | Отцовское | |
Синдром Энжельмена | 15 | Материнское |
Атопия | 11 | То же |
Церебеллярная атаксия | Отцовское | |
Расщелина губы | То же | |
Врожденный порок сердца | Материнское |