interstitiaalinen deleetio 5q22.2q23. 1 mukaan lukien APC ja TSSK1B potilailla, joilla on adenomatoottinen polypoosi ja Astenoteratotsoospermia

Abstrakti

interstitiaalinen 5q22 deleetiot ovat suhteellisen harvinaisia ja niihin liittyy yleensä vakavia kliinisiä piirteitä, kuten kehityksen viivästyminen ja kasvun hidastuminen. Raportoimme 23-vuotiaasta miespotilaasta, joka on lähetetty laboratorioomme mahdollisen familiaalisen adenomatoottisen polypoosin geneettistä vahvistusta varten. MLPA ja sitä seuraava array CGH tunnistivat noin 8 Mb-kokoisen poiston 5q22.2q23. 1-lokuksessa. Poistetun alueen ja sen sisällä olevien geenien tarkempi analyysi ehdotti TSSK1B-geenin (kivesspesifinen seriini/treoniinikinaasi 1) mahdollista roolia potilaan lisääntymiskyvyssä. Siemennesteanalyysi vahvisti, että potilaan lisääntymiskyky oli heikentynyt ja hän kärsi astenoteratozoospermiasta. Y-kromosomin atsoospermiatekijän alueen analyysi ei paljastanut mikrodelektioita. Jatkotesteissä ei löytynyt vaihtoehtoista selitystä potilaan hedelmättömyydelle. Tapaus osoittaa tssk1b: n mahdollisen roolin miesten lisääntymisessä.

© 2018 S. Karger AG, Basel

todetut faktat

• interstitiaaliset 5q22-poistumat ovat harvinaisia ja niihin liittyy tyypillisesti neurologisia ja kehityshäiriöitä.

Novel Insights

• esitämme 5q22.2q23.1 lokuksessa tapauksen, jossa esiintyy heterotsygoottinen deleetio, jossa ei esiinny tämän tyyppisestä deleetiosta tyypillisesti aiheutuvia kehitysongelmia.

• tssk1b-geeni tässä lokuksessa on hiljattain testattu toiminnallisesti malliorganismeilla; tässä näemme ensimmäisen raportin tämän geenin haploinsufficiency potentiaalisesti aiheuttaa ihmisen fenotyypin.

• TSSK1B voi olla oletettu syy miestekijän hedelmättömyyteen.

interstitiaaliset 5q22q23 deleetiot ovat suhteellisen harvinaisia, ja niihin liittyy yleensä vakavia kliinisiä piirteitä, kuten kehityshäiriöitä, kasvun hidastumista ja dysmorfisia piirteitä . Poistot tällä alueella liittyy usein APC tuumorisuppressorigeeni (OMIM 611731) ja johtaa familiaalinen adenomatoottinen polypoosi (FAP). FAP on perinnöllinen autosomaalinen dominoiva tila, joka johtaa useisiin suoliston polyyppeihin ja alttiuteen paksusuolen syövälle. Vaikka ensimmäinen raportoitu 5q interstitiaalinen poisto oli vuonna 1979, APC locus löydettiin myöhemmin Kinzler et al. , joka kartoitti sen 5q22: een.2 kaistaa. Löydön ajoituksen vuoksi kaikissa siihen mennessä tehdyissä 5q: n poistotapauksissa ei tutkittu FAP: n ilmenemistä potilaassa, joten ne eivät anna mitään tietoa 5q22: n poistojen ja FAP: n välisestä yhteydestä. Potilaat, joilla on kromosomivaurioita, jotka sisältävät APC: n, diagnosoidaan useimmiten, kun heidän dysmorfiset piirteensä paljastuvat lapsenkengissä tai kun he eivät menesty ja osoittavat muita merkkejä viivästyneestä kehityksestä. ; ne, jotka pysyvät oireettomina, kokevat yleensä ruoansulatuskanavan oireita, kuten laihtumista, rectorhaggiaa ja suolitukosta.

FAP: n molekyylipohjan perusteellisen luonnehdinnan ja sen patologisten oireiden vakavuuden vuoksi kliininen painopiste keskittyy useimmiten itse APC-geeniin tai suuren kromosomipoikkeaman fyysisiin seurauksiin, mikä paljastaa vain vähän tai ei lainkaan tietoa muiden geenien toiminnasta 5q22.2-vyöhykkeellä. Vaikka useita kromosomipoikkeavuuksia on kuvattu, seurausten analysoinnissa keskitytään yleensä syntyviin dysmorfisiin piirteisiin tai FAP: iin ilman, että yksittäisille geeneille annetaan funktiota. Suuret deleetiot itse kromosomissa esiintyvät monimutkaisella fenotyypillä, jossa yhdistyvät useat edellä mainituista kliinisistä ominaisuuksista, ja ne voivat olla haaste diagnosoijalle.

tapausselostus ja menetelmät

potilas on 23-vuotias Bulgarialainen mies, jolla ei ole aiempaa kliinistä taustaa. Kun hänen ensimmäinen sisäänpääsy, hän valitti usein rectorhaggia ilman poikkeavuuksia ulostamisen taajuus tai ruokahaluttomuus. Hänelle tehtiin sigmoidoskopia, jonka tulokset viittasivat FAPIIN, jota varten hänet ohjattiin erikoistuneelle gastroenterologiselle osastolle jatkotutkimuksiin. Sukuhistoria ei ollut käytettävissä eettisistä syistä, sillä potilas oli ollut sijaisperheessä pienestä pitäen, eikä ollut yhteydessä biologisiin vanhempiinsa. Fibrokolonoskopia paljasti suuren määrän polyyppejä peräsuolessa ja sigmoidi – vaaleasta tummanpunaiseen-hyperplasialla (Kuva. 1 A). Maha-suolikanavan ulkopuolella ei ollut FAP: iin liittyviä leesioita. Tässä vaiheessa potilas ohjattiin geneettiseen laboratorioomme vahvistamaan FAP-diagnoosi.

genominen DNA eristettiin perifeerisestä verestä standardiprotokollien avulla ja APC-geeni seulottiin suurempien deleetioiden ja monistusten varalta mlpa: n avulla. Mlpa APC-pakki saatiin MRC-Hollandilta (PO43, Amsterdam, Alankomaat), ja analyysi tehtiin valmistajan ohjeiden mukaan.

deleetion rajojen määrittämiseksi array CGH analysoi genomisen DNA: n korkean resoluution 1m-oligonukleotidiryhmällä valmistajan protokollan mukaan (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). Copy number variation (CNV) – tunnistus tehtiin Sytogenomiikan ohjelmistolla (versio 2.9.2.4, Agilent Technologies). Seuraavia analyysiasetuksia käytettiin: aberraatioalgoritmi ADM-2, kynnys: 6.0, ikkunan koko: 0.5 Mb, suodatin: 5 luotainta ja log2-suhde = 0.29.

ejakulaatti irrotettiin laboratoriossa ja tutkittiin järjestyksessä: natiivin valmisteen tarkkailu, siittiöiden pitoisuuden määritys, elinvoimaa liikkuvuudessa osoittavien pyyhkäisynäytteiden arviointi <40%, ja sperman morfologian arviointi ESHRE/NAFA-kriteerien mukaisesti, Spermaluokka Analyzer (SCA), joka on ihmisen sperman parametrien kvantitatiivinen ja kvalitatiivinen analysointijärjestelmä.

atsoospermiatekijän alueen mikrodeletioiden Molekyylitestaus tehtiin Euroopan andrologian Akatemian ohjeiden ja standardien mukaisesti .

Sanger-sekvensointi tehtiin aiemmin ilmoitettujen miesten hedelmättömyyteen liittyvien alueiden tutkimiseksi, ts.dazl (OMIM 601486), SEPT12 (OMIM 611562), SLC26A8 (OMIM 608480), SYCE1 (OMIM 611486) ja myöhemmin TSSK1B (OMIM 610709).

tulokset

mlpa: lla todettiin 50%: n piikin pinta-alan pieneneminen kaikissa APC-spesifisissä geeniluotaimissa. Koska tämä vastasi koko APC-geenisekvenssin heterotsygoottista deleetiota, meidän seuraava askeleemme oli suorittaa array CGH, jolla määritetään deleetion rajat. Saadut tulokset osoittivat, että kromosomissa 5q oleva interstitiaalinen deleetio rajoittui alueeseen 5q22.2q23.1, joka on noin 8 Mt pitkä (kuva. 2 A). Deleetio ulottuu emäsparien chr5:111,779,298-119,794,955 (GRCh37/hg19) väliselle alueelle, karyotyyppi: arr 5q22.2q23.1(111779298_119794955)×1 , Mikä vahvistaa APC-deleetion ja sisältää 29 muuta proteiinia koodaavaa geeniä deleetiossa. Hyvin kuvattujen APC-ja MCC-geenien ohella oli aiemmin tutkittu toista geeniä, TSSK1B: tä, jolla oli tietty funktio. TSSK1B on erittäin ilmaistu kiveksissä ja tarvitaan spermatidikehityksen aikana . Siksi päätimme tehdä siemennesteanalyysin ja testata potilastamme hedelmättömyyden, siittiöiden määrän, morfologian ja liikkuvuuden osalta.

lopullisessa arvioinnissa todettiin, että potilas kärsi astenoteratozoospermiasta, jonka yleisyys oli kefalovirheitä, 97% epätyypillisestä siittiöiden morfologiasta ja vähentynyt siittiöiden liikkuvuus (Kuva. 2C). Teratozoospermia-indeksiarvo 1,71: ssä osoittaa yli 1 virheen yksittäistä siittiötä kohti, mikä osoittaa heikentyneeseen spermatogeneesiin. Koska tämän fenotyypin aiheuttavat useimmiten mikrodeleet atsoospermiatekijän alueella ja suuret kromosomihoukutukset Y-kromosomin sisällä eivät näkyneet array CGH: ssa, teimme molekyylitestejä Y-kromosomin mahdollisten mikrodelelektioiden varalta. Analyysimme ei paljastanut mitään poistoja atsoospermia-tekijämerkkien sY84, sY86, sY127, sY134, sY254 ja sY255 sisällä. Miesten hedelmättömyyteen liittyvien geenien, kuten DAZL: n, SEPT12: n, SLC26A8: n ja SYCE1: n, yleisimpien mutaatioiden testaus ei paljastanut muutoksia. Lopulta tssk1b-geenin sekvensointi ei paljastanut mitään poikkeavaa yksittäisessä kopiossa.

nämä tulokset rajasivat pois sen mahdollisuuden, että tssk1b on vahva ehdokas geeni miesten hedelmättömyydelle ja liittyy potilaamme astenoteratozoospermia-fenotyyppiin.

Keskustelu

5q22-kaistan kromosomipoikkeamia, jotka ovat johtaneet FAP: iin, on raportoitu harvoin koko kirjallisuudessa. Olemassa olevissa raporteissa on pyritty vertailemaan ja vertailemaan poistoja eri Potilastapausten välillä; näiden poistojen patologisia vaikutuksia ei kuitenkaan ole tutkittu yksityiskohtaisesti alkuperäisen kliinisen diagnoosin jälkeen . Koko 5q interstitiaalinen poistettu alue vaihtelee suuresti potilaiden välillä, vaihtelevat 1.7 Mbp 20 Mbp ja suurempi, jossa suurin osa tapauksista esittää eriasteisia oppimisvaikeuksia, epäonnistuminen menestyä, ja pieniä suuria dysmorfisia merkkejä . Nämä oireet eivät rajoitu yhteen kromosominauhaan (Kuva. 2B), joka on estänyt 5q: n poisto-alatyyppien luokittelun, vaikka useita yrityksiä on tehty . Huomattavat havainnot näistä tutkimuksista osoittavat genotyypin ja fenotyypin välisen korrelaation puuttumisen tapauksissa, jotka jakavat kyseisen alueen, eikä yhteyttä poiston koon ja fenotyypin vakavuuden välillä.

parhaan tietomme mukaan Ofner et al teki viimeisen arvion geeneistä ja niiden toiminnasta tällä alueella. . Toistaiseksi vain 4 geeniä (APC, MCC, TRIM36 ja HSD17B4), jotka sijaitsevat poistetulla alueella potilaallamme, on yhdistetty sairauteen OMIMISSA, vaikka tutkimus on käynnissä. Lisäksi useimpien 5q-poiston saaneiden potilaiden hedelmällisyystilannetta ei koskaan julkaistu heidän varhaisen ikänsä vuoksi, eikä heidän tilaansa koskaan seurattu alkuperäisen diagnoosin jälkeen. Aiemmin julkaistuissa raporteissa 5q: n poistoista vain yksi tapaus on dokumentoinut tssk1b: n mahdollisen periytymisen epäillyltä miespuoliselta kantajalta; potilaan isää ei kuitenkaan voitu testata poiston periytymisen varmistamiseksi. Tssk1b: n osalta, joka käsittää CNV: t normaaliväestössä, on vain yksi DGV: n kirjaus, jossa on kappalehäviö (nsv599396, kokonaisotoksen koko 17 421; PMID 21841781) .

tässä esitetyllä potilaalla ei havaittu vakavia patologisia oireita, joita esiintyy tyypillisissä 5q22 deleetiotapauksissa FAP: n lisäksi. Tämä voidaan selittää sillä mahdollisuudella, että esittämämme poisto ei ole täysin päällekkäinen poistojen kanssa potilailla, joilla on vakavia dysmorfisia/kehityshäiriöitä (Kuva. 2b). Vaikka yleinen kliininen fenotyyppi potilailla, joilla on deleetioita pitkä varsi kromosomi 5 kattaa monenlaisia ominaisuuksia, kuten kehitysviive, epäonnistuminen menestyä, psykomotorinen jälkeenjääneisyys, Tasainen nenän silta, ja muut, fenotyyppi esittämä potilaamme edustaa lähes yksinomaan heterotsygoottinen deleetio APC geenin ja siitä johtuva FAP diagnoosi.

kivesten hedelmättömyystekijöiden, erityisesti astenotsoospermian, geneettinen tausta on ollut pitkään vähäinen ja huonosti kuvattu. Suurin osa kivesten hedelmättömyystekijöistä ja niiden geneettinen tausta on yhdistetty Y-kromosomissa asuviin geeneihin ja kromosomipoikkeamiin, joihin Y-kromosomi liittyy . Alalla on tapahtunut edistystä, sillä viimeaikaiset tutkimukset ovat pyrkineet yhdistämään sperman dysmorfologiset fenotyypit tiettyihin geeneihin, kuten dazl, SYCE1, SLC26A8, SEPT12 ja muut, joilla on spermatogeneesiin liittyvä tehtävä . Silti miesten hedelmättömyyden genetiikan ala on vielä suhteellisen uusi, ja uudet panokset ovat ratkaisevia geneettisen testauksen, diagnoosin ja neuvonnan jatkuvassa parantamisessa .

Kivesspesifinen seriini/treoniinikinaasi 1 on tssk-sukuun kuuluva introniton geeni ja seriini / treoniinikinaasiylihaaran haara. Sen tunnistivat ensimmäisenä Bielke et al. , jotka katsoivat tutkimuksessaan geenille avoimen lukukehyksen 1092 bp koodaten 364-aa-proteiinia. Ihmisen TSSK1B tutkittiin käyttäen pohjoista ja piste blots, joka osoitti 85% samankaltaisuutta hiiren tssk1b. geeni kartoitettiin kromosomi 5q22, alueella, joka ei näytä synteny hiiren kromosomi lokus tssk1b . Lisätutkimukset ovat osoittaneet, että tssk1b: n erityinen ilmaisu on lokalisoitu lähes yksinomaan kiveksiin, mikä viittasi lisääntymiseen ja spermatogeneesiin liittyvään funktioon . Temporal expression-tutkimukset osoittivat edelleen, että Tssk1b ilmaistaan yksinomaan sperman kypsymisen loppuvaiheissa . Xu et al vahvistivat tssk1b: n toiminnan in vivo. kimeeristen hiirten avulla voidaan määrittää, voiko tssk1b: n ja Tssk2: n kohdennettu poisto siirtyä itulinjassa. Heidän kokeensa osoittivat, että kimeeriset hiiret tuottivat vain villityyppisiä jälkeläisiä, vaikka siittiösoluissa oli sekä villityyppisiä että mutatoituneita alleeleita. Kimairan kivesten ja lisäkivesten lisätutkimukset osoittivat, että vain pieni määrä siittiöitä saattoi saavuttaa kypsymisen . Tutkimuksessaan Xu et al. ehdotti, että hedelmättömyys johtuu haploinsufficiency. Vaikka patologisen ilmentymän tarkkaa mekanismia ei ole tutkittu, alleelin deleetion toiminnalliset vaikutukset tässä geenissä näyttäisivät johtavan sperman morfologian muuttumiseen. Ihmisillä tssk1b: n sisältävä mikrodeletio voi siten muodostaa riskitekijän miesten hedelmättömyydelle.

tähän mennessä TSSK1B: tä on tutkittu ainoastaan eläinmalleilla, eikä sen toiminnallisia vaikutuksia ole tutkittu ihmisillä. Tässä, esitämme mitä pidämme ensimmäinen tapaus korrelaatio poistettu kopio TSSK1B ja asthenozoospermia, mahdollisesti vahvistaa yhteyden geenin ja toiminnon in vivo.

johtopäätös

tämä on yksi harvoista tapauksista, joissa kuvataan nuorta aikuista, jolla on suuri interstitiaalinen deleetio kromosomissa 5 ja jonka oireet ilmenevät iässä, jolloin potilaan hedelmällisyyttä voidaan testata. Parhaan tietomme mukaan 5q22.2-kaistalta poistettuja potilaita ei ole tutkittu hedelmättömyyden varalta, ja vain yksi mahdollinen, vielä vahvistamaton tssk1b: n periytyminen miespuoliselta kantajalta on havaittu. Pienimpienkin fap-fenotyypin lisäksi Havaittujen kehityshäiriöiden pitäisi johtaa tämän APC-geenin ulkopuolisen kromosomialueen jatkotutkimuksiin käyttäen edellä lueteltuja menetelmiä kromosomimuutosten määrittelemiseksi. Haluamme myös kannustaa tutkimaan tarkemmin tssk1b: n roolia miesten lisääntymisessä ja sen osuutta astenotsoospermian aiheuttajana.

lisäksi osoitamme sekä mlpa: n että array CGH: n hyödyllisyyden kliinisessä käytännössä. Mlpa: ta voidaan pitää ensilinjan analyysinä, ja jos koko kohdegeenin poisto löydetään, tulokset voidaan vahvistaa ja raja-arvot paikantaa array CGH: n avulla.

kuittaus

olemme kiitollisia perheelle, joka antoi kliinisen tiedon ja antoi luvan julkaista sen.

Etiikkalausunto

potilas allekirjoitti tietoisen suostumuslomakkeen geneettistä testausta ja lääketieteellistä valokuvausta varten. Kirjoittajilla ei ole eettisiä ristiriitoja paljastettavanaan.

tiedonanto

laatijat ilmoittavat, ettei eturistiriitoja ole.

artikkeli / julkaisutiedot

Tekijänoikeus / lääkeannos / Vastuuvapauslauseke

Tekijänoikeus: Kaikki oikeudet pidätetään. Mitään tämän julkaisun osaa ei saa kääntää muille kielille, jäljentää tai käyttää missään muodossa tai millään sähköisellä tai mekaanisella tavalla, mukaan lukien valokopiointi, tallennus, mikrokopiointi tai mikään Tietojen tallennus-ja hakujärjestelmä ilman julkaisijan kirjallista lupaa.
huumeiden annostus: tekijät ja julkaisija ovat pyrkineet kaikin tavoin varmistamaan, että tässä tekstissä esitetyt lääkkeiden valinta ja annostus ovat julkaisuhetkellä voimassa olevien suositusten ja käytäntöjen mukaisia. Meneillään olevan tutkimuksen, hallituksen säännösten muutosten sekä lääkehoidosta ja lääkereaktioista kertovan jatkuvan tiedonkulun vuoksi lukijaa kehotetaan kuitenkin tarkistamaan kunkin lääkkeen pakkausselosteesta mahdolliset käyttöaiheiden ja annostuksen muutokset sekä lisätyt varoitukset ja varotoimet. Tämä on erityisen tärkeää, kun suositeltu aine on uusi ja / tai harvoin käytetty lääke.
Vastuuvapauslauseke: tämän julkaisun sisältämät lausunnot, lausunnot ja tiedot ovat ainoastaan yksittäisten kirjoittajien ja avustajien lausuntoja, eivät kustantajien ja julkaisijan(julkaisijoiden) lausuntoja. Mainosten tai/tai tuoteviitteiden esiintyminen julkaisussa ei takaa, vahvista tai hyväksy mainostettuja tuotteita tai palveluita tai niiden tehokkuutta, laatua tai turvallisuutta. Julkaisija ja toimittaja(t) eivät ole vastuussa mistään henkilöihin tai omaisuuteen kohdistuvasta vahingosta, joka johtuu ideoista, menetelmistä, ohjeista tai tuotteista, joihin sisällössä tai mainoksissa viitataan.