Практически для всех "динамических" мутаций характерно пора- жение головного мозга и особенно подкорковых структур, при- чем тяжесть заболевания и его начало четко коррелируют с числом повторов. Молекулярный анализ этих генов позволяет предполагать определенное сходство механизма экспансии трип- летов, которая, по всей вероятности, происходит в митозе, затрагивает чаще аллели с начально большим числом повторов, при этом нередко сигналом экспансии является утрата негомо- логичного триплета, в норме разделяюего цепочку монотонных повторов. Вместе с тем, патогенетические механизмы проявле- ния мутаций экспансии принципиально различны. В случае раз- личных вариантов FRAX мутаций наблюдается блок экспрессии соответствующих генов вследствие стабильного метилирования области CpG островка в промоторной части генов. При миотони- ческой дистрофии нарушение экспрессии, по-видимому связано с ошибками взаимодествия транскрибируемой нити ДНК с нуклеосо- мами. В случае остальных сугубо нейродегенеративных заболе- ваний (хорея Гентингтона, спинально-бульбарная мышечная ат- рофия и др.) экспрессия гена не нарушена, однако, образую- щийся белковый продукт с необычно длинной полиглутаминовой цепочкой каким-то образом нарушает процессы нормального ме- таболизма нервных клеток подкорковых отделов мозга.
Таким образом, причиной повреждающего действия одних
"динамических" мутаций является блок генной экспрессии, то есть потеря функции (loss-of-function mutation), тогда как другие мутации того же типа, связанные с нейродегенративными заболеваниями, ведут к появлению белковых продуктов с ано- мальными функциями ( мутации типа -gain-of-function). Инте- ресно отметить, что помимо динамических мутаций для каждого названного гена обнаружены единичные точковые мутации, число которых крайне невелико. Для каждой болезни "экспансии" раз- работан свой вариант диагностики, основанный на ПЦР. Ампли- фикация области триплетных повторов и дальнейший электрофо- ретический анализ синтезированных продуктов позволяет опре- делить число повторов, то есть провести генотипирование ал- лелей. Вместе с тем, при числе повторов более 200, амплифи- кация с помощью ПЦР обычно не достигается. В этих случаях размеры участка повторов определяются методом блот-гибриди- зации с соответствующими ДНК зондами. Например, используются зонды StB12.3, Ох1.9 или Ох 0.55 в случае синдрома FRAXA; зонд cDNA25 в случае миотонической дистрофии.
Подробней с этой интересной группой заболеваний можно ознакомиться в ряде обзоров (Willems, 1994; Баранов и др.,1993; Иллариошкин и др., 1995).
Таблица 10.2. Болезни экспансии, вызванные динамическими му- тациями.
-----------------------T-----------T-------T-----T------T------T------------ ----------¬ Болезнь, номер по ¦ Ген, лока-¦Триплет¦Норма¦Прему-¦Мута- ¦Литература
¦ МакКьюсику (MIM) ¦ лизация ¦ ¦ ¦тация ¦ция ¦
¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Синдром ломкой X-хро- ¦FMR1, FRAXA¦(CGG)n ¦5-50 ¦50-90 ¦>90 ¦Rousseau et al.,1991 ¦ мосомы; 309550¦Xq27.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Hirst et al.,1991 ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Синдром ломкой X-хро- ¦FMR2, FRAXE¦(CGG)n ¦6-25 ¦25-200¦>200 ¦Knight et al.,1994 ¦ мосомы тип 2; 309548¦Xq27.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Миотоническая дистро- ¦DM, MP-1 ¦(CTG)n ¦5-10 ¦19-30 ¦>30 ¦Shelbourne et al.,1992¦ фия; 160900¦19q13.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Wieringa,1994 ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Хорея Гентингтона; ¦HD, IT-15 ¦(CAG)n ¦6-37 ¦ ¦37- 121¦Huntington's Dis. ¦
143100¦4p16.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Collab.Res.Group,1993 ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Спинально-мозжечковая ¦SCA1 ¦(CAG)n ¦6-39 ¦ ¦41-81 ¦Orr et al.,1993 ¦ атаксия тип 1; 164400¦6p21.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Chung et al.,1993 ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Денто-рубральная-палли-¦DRPLA, B-37¦(CAG)n ¦7-34 ¦ ¦54-75 ¦ Koide et al.,1994 ¦ до-люисовая дегенерация¦12pter-p12 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ Nagafuchi et al.,1994¦
125370¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Спинально-бульбарная ¦AR ¦(CAG)n ¦12-33¦ ¦40-62 ¦La Spada et al.,1991 ¦ мышечная атрофия;313200¦Xq11-q12 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Спинально-мозжечковая ¦MJD ¦(CAG)n ¦13-36¦ ¦68-79 ¦Kawaguchi et al.,1994 ¦ дегенерация Мачадо- ¦14q32.1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ Джозефа ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ -----------
Раздел 10.4. Моногенные наследственные болезни, диаг- ностируемые молекулярными методами в России.
Сводка, представленная в таблице 10.3, составлена на основании анализа работ основных отечественных лабораторий и публикаций, связанных с проблемой молекулярной диагностики наследственных болезней. Сводка не является исчерпывающей и включает преимущественно те заболевания для которых возможна или уже проводится диагностика на внутриутробных стадиях развития (Баранов, 1994).
Таблица 10.3. Моногенные наследственные болезни, диагности- руемые молекулярными методами и доступные пренатальной диаг- ностике в России.
-----T-----------------------------------T------------------¬
¦N пп¦ Болезни ¦Медицинские центры¦
+----+-----------------------------------+------------------+
¦1 ¦ Муковисцидоз ¦ИАГ;ИЭМ РЦМГ; ТИМГ¦
¦2 ¦ Миодистрофия Дюшенна/Беккера ¦ИАГ;РЦМГ; ТИМГ ¦
¦3 ¦ Гемофилия А ¦ИАГ; ГНЦ; ¦
¦4 ¦ Гемофилия В ¦ИАГ; ГНЦ ¦
¦5 ¦ Фенилкетонурия ¦ИАГ; ГНЦ;ПМА;РЦМГ ¦
¦6 ¦ Синдром ломкой Х-хромосомы ¦ИАГ; ¦
¦7 ¦ Миотоническая дистрофия ¦ИАГ ¦
¦8 ¦ Болезнь Виллебранда ¦ИАГ;ГНЦ ¦
¦9 ¦ Хорея Гентингтона ¦ИАГ; РЦМГ; НИИН ¦
¦10 ¦ Болезнь Леш-Нихана ¦ИАГ ¦
¦11 ¦ Спинально-бульбарная мышечная ¦ИАГ; НИИН ¦
¦ ¦ атрофия ¦ ¦
¦12 ¦ Гепато-лентикулярная дегенерация ¦РЦМГ; ИАГ ¦
¦13 ¦ Болезнь Хантера ¦ИАГ ¦
¦14 ¦ Адрено-генитальный синдром ¦ЦОЗМиР; РЦМГ ¦
¦15 ¦ Атаксия Фридрейха ¦ГНЦ ¦
¦16 ¦ в- Талассемия ¦ГНЦ; ПМА ¦
¦17 ¦ Болезнь Верднига-Гоффмана ¦РЦМГ ¦
¦18 ¦ Дефицит альфа-1-антитрипсина ¦ИЭМ ¦
¦19 ¦ Семейная гиперхолестеринемия ¦ИЭМ; ПМА ¦
¦20 ¦ Предрасположенность к инсулин- ¦ПМА ¦
¦ ¦ зависимому диабету ¦ ¦
¦21 ¦ Дефицит ацил-СоА дегидрогеназы ¦ПМА ¦
L----+-----------------------------------+-------------------
ИАГ - Институт Акушерства и Гинекологии РАМН, Санкт Петербург
ИЭМ - Институт Экспериментальной Медицины РАМН, Санкт Петербург
ПМА - Педиатрическая Медицинская Академия, Санкт Петербург
РЦМГ- Российский Центр Медцинской Генетики РАМН, Москва
ГНЦ - Гематалогический Научный Центр МЗ РФ, Москва
ТИМГ- Томский Институт Медицинской Генетики, Томск
НИИН- Научно-исследовательский Институт Неврологии РАМН, Москва
ЦОЗМиР- Центр Охраны Здоровья Матери и Ребенка, Москва
Молекулярные характеристики некоторых из приведенных в таблице заболеваний уже были рассмотрены в разделах 10.1 и
10.2. Отдельные аспекты, касающиеся идентификации соот- ветстующих генов, их картирования, клонирования и сканирова- ния мутаций уже упоминались в качестве примеров при изложе- нии соответствующих вводных глав монографии (см.Главы II,
III, IV, V). В этой части нам представляется целесообразным суммировать эти разрозненные сведения и охарактеризовать те наиболее частые, социально значимые моногенные заболевания, в отношении которых у нас накоплен достаточно большой собственный опыт молекулярных исследований. Список этих но- зологий, их частоты и основные молекулярные характеристики приведены в Таблице 10.4.
Таблица 10.4. Основные молекулярно-генетические характе- ристики моногенных болезней, диагностируемых в Лаборатории пренатальной диагностики ИАГ
РАМН, Санкт-Петербург.
(примечания в конце таблицы те же, что в Табл.10.1).
---------------------T--------------T-----------------------T--------------- ---------¬ Синдромы 1), номер по¦Встречаемость,¦Типы и количество му- ¦Литература
¦ МакКьюсику; хромосом-¦белок, ¦таций 4), мажорные мута¦(локализация и структура¦ ная локализация; ген ¦размеры в ами-¦ции -в скобках указаны ¦генов,клонирование кДНК,¦ 2),размеры 3), экзоны¦нокислотах ¦частоты аллелей у б-ных¦идентификация мутаций). ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Муковисцидоз; врожден¦1:2500- Европа¦Точковые-преобладающие;¦Rommens et al., 1989 ¦ ное отсутствие vas de¦1:3800 -Россия¦небольшие дел.и дупл.; ¦Kerem et al., 1989 ¦ ferens, ¦CF-трансмемб- ¦Мажорные:delF508-30-90%¦Riordan et al., 1989 ¦ 219700; 7q31.2 ¦ранный регуля-¦W1272X-2-33%,3732delA -¦Горбунова и др., 1991 ¦ CFTR.500; 260кб,27экз¦тор 1480¦4%,394delTT,G542X,R117H¦Баранов и др., 1995 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Миопатия Дюшенна; Бек¦1:3500 мальчи-¦Делеции протяженные - ¦Kunkel et al.,1985 ¦ кера;кардиомиопатия ¦ков ¦60%; дупликации - 6-7%;¦Kunkel et al.,1986 ¦ делеционная, ¦ ¦делеции нескольких н. -¦Koenig et al.,1988 ¦ 310200; Xp21.2 ¦Дистрофин ¦7; нонсенс - 9; сплайс.¦Roberts et al.,1992a;b ¦ DMD.21; 2000кб,73экз ¦ 3685¦-3; миссенс -1; инс.-1 ¦Ahn et al.,1993 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Гемофилия А, ¦1:6500 мальч. ¦Делеции экз. - 31; мис-¦Wood et al, 1984 ¦ фактора YIII деф.; ¦Фактор YIII ¦сенс - 21; нонсенс -8 ¦Toole et al., 1984 ¦ 306700; Xq28 ¦свертываемости¦Мажорные: инверсия 26 -¦Higuchi et al.,1991 ¦ F8C.66; 186 кб, 26экз¦крови 2351¦25 экзонов - 45% семей ¦Naylor et al., 1993 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Гемофилия B, Кристма-¦1:20000 мальч.¦Миссенс и нонсенс более¦Kurachi et al., 1982 ¦ са, фактора IX деф.; ¦Фактор IX ¦60%; сплайс.-10%; регу-¦Jagadeeswaran et al,1984¦ 306900, Xq27.1-q27.2 ¦свертываемости¦лят.- 3.5%; делеции -до¦Green et al., 1991 ¦ F9.400; 34 кб, 8 экз ¦крови 461¦40% при тяжелых формах ¦Giannelli et al., 1993 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ фон Виллебранда бо- ¦1: 5 - 20 000 ¦Тип I и II-миссенс; Ма-¦Lynch et al., 1985 ¦ лезнь, ¦Фактор Y111R ¦жорные:R543W,R545C,V553¦Bonthorn et al., 1986 ¦ 193400; 12pter-p12 ¦свертываемости¦M,R578Q.Тип III-делеции¦Cooney et al., 1991 ¦ F8VWF.22; 178кб,52экз¦крови ¦1 н.в 28экз; нонсенс -4¦Randi et al., 1991 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Фенилкетонурия; гипер¦1 : 10 -15 000¦Миссенс -62%; нонсенс -¦Guttler, Woo, 1986 ¦ фенилаланинемия, мяг-¦Фенилаланин- ¦13%;сплайс.-13%;делеций¦DiLella et al., 1986 ¦ кая, 261600; 12q24.1¦гидроксилаза ¦9%; Мажорные: IVS12+1, ¦Cotton, 1990
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49
