śródmiąższowa delecja 5q22.2q23.1 w tym APC i TSSK1B u pacjentów z polipowatością gruczolakowatą i Astenoteratozoospermią

Streszczenie

śródmiąższowe delecje 5q22 są stosunkowo rzadkie i zwykle reprezentowane przez ciężkie cechy kliniczne, takie jak opóźnienie rozwoju i opóźnienie wzrostu. Tutaj zgłaszamy 23-letniego pacjenta płci męskiej, skierowanego do naszego laboratorium w celu potwierdzenia genetycznego możliwej rodzinnej polipowatości gruczolakowatej. MLPA i późniejsza tablica CGH zidentyfikowały delecję o rozmiarze około 8 Mb w locus 5q22. 2q23.1. Dalsza analiza delecji regionu i genów wewnątrz sugerowała możliwą rolę genu TSSK1B (specyficznej dla jąder kinazy serynowo-treoninowej 1) w zdolności rozrodczej pacjenta. Analiza nasienia potwierdziła, że zdolność rozrodcza pacjenta była upośledzona i cierpiał na astenoteratozoospermię. Analiza regionu czynnika azoospermia na chromosomie Y nie wykazała mikrodelecji. Dalsze badania sekwencjonujące nie mogły znaleźć alternatywnego wyjaśnienia niepłodności pacjenta. Ten przypadek pokazuje możliwą rolę TSSK1B w reprodukcji samców.

© 2018 S. Karger AG, Basel

ustalone fakty

• delecje śródmiąższowe 5q22 są rzadkie i zwykle towarzyszą im powikłania neurologiczne i rozwojowe.

• Większość genów w obrębie zespołu chromosomowego 5q22 nie była intensywnie badana ani powiązana z fenotypem klinicznym.

nowe spostrzeżenia

• przedstawiamy przypadek heterozygotycznego usunięcia w locus 5q22.2q23.1, który nie wykazuje problemów rozwojowych, które zwykle wynikają z tego typu usunięcia.

• TSSK1B może być prawdopodobną przyczyną niepłodności czynnika męskiego.

delecje śródmiąższowe 5q22q23 są stosunkowo rzadkie i zwykle towarzyszą im ciężkie cechy kliniczne, takie jak opóźnienie rozwoju, opóźnienie wzrostu i cechy dysmorficzne . Delecje w tym regionie często obejmują Gen supresorowy guza APC (OMIM 611731) i prowadzą do rodzinnej polipowatości gruczolakowatej (FAP). FAP jest dziedziczną chorobą autosomalną dominującą prowadzącą do licznych polipów jelitowych i predyspozycji do raka jelita grubego. Chociaż pierwsze doniesienie o delecji śródmiąższowej 5q miało miejsce w 1979, locus APC został odkryty później przez Kinzlera i wsp. , który zmapował go do 5q22.2 zespół. Ze względu na czas tego odkrycia, wszystkie kliniczne przypadki delecji 5q do tego momentu nie badały manifestacji FAP u pacjenta, a zatem nie dostarczają żadnych informacji o związku między delecjami 5q22 a FAP. Pacjenci z delecjami chromosomowymi, które obejmują APC, są najczęściej diagnozowani, gdy ich cechy dysmorficzne ujawniają się w niemowlęctwie lub gdy nie rozwijają się i wykazują inne oznaki opóźnionego rozwoju ; te, które pozostają bezobjawowe, zwykle doświadczają objawów żołądkowo-jelitowych, takich jak utrata masy ciała, rektorhaggia i niedrożność jelit.

ze względu na dokładną charakterystykę molekularnej podstawy FAP i nasilenie jej objawów patologicznych, kliniczny nacisk najczęściej koncentruje się na samym Genie APC lub fizycznych konsekwencjach dużej delecji chromosomowej, ujawniając niewiele lub brak informacji na temat funkcji innych genów w paśmie 5q22.2. Chociaż szereg aberracji chromosomowych zostały opisane, analiza konsekwencji ma tendencję do skupienia się na wynikających cech dysmorficznych lub FAP bez nadawania funkcji pojedynczym genomom. Duże delecje w obrębie samego chromosomu występują ze złożonym fenotypem, łącząc kilka cech klinicznych z wymienionych powyżej i mogą być wyzwaniem dla diagnozującego klinicysty.

opis przypadku i metody

pacjentem jest 23-letni Bułgarski mężczyzna bez wcześniejszego wywiadu klinicznego. Po pierwszym przyjęciu skarżył się na częstą rektorhaggię bez nieprawidłowości w częstotliwości wypróżniania lub utraty apetytu. Wykonano sigmoidoskopię z wynikami wskazującymi na FAP, za co skierowano go do specjalistycznego oddziału gastroenterologicznego w celu dalszych badań. Historia rodziny była niedostępna z powodów etycznych, ponieważ pacjent od najmłodszych lat był w rodzinie zastępczej i nie miał kontaktu z biologicznymi rodzicami. Fibrokolonoskopia ujawniła dużą liczbę polipów w odbytnicy i esicy-od bladego do ciemnoczerwonego – z rozrostem (Fig. 1a). Nie stwierdzono zmian związanych z FAP poza przewodem pokarmowym. W tym momencie pacjent został skierowany do naszego laboratorium genetycznego w celu potwierdzenia diagnozy FAP.

genomowe DNA wyizolowano z krwi obwodowej przy użyciu standardowych protokołów i wykorzystano do przesiewania genu APC pod kątem większych delecji i duplikacji przy użyciu MLPA. Zestaw MLPA APC został uzyskany z MRC-Holland (PO43, Amsterdam, Holandia), a analizę przeprowadzono zgodnie z instrukcjami producenta.

w celu określenia granic delecji, genomowy DNA analizowano za pomocą tablicy CGH na matrycy oligonukleotydowej o wysokiej rozdzielczości 1M zgodnie z protokołem producenta (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). Wykrywanie zmienności liczby kopii (CNV) przeprowadzono przy użyciu oprogramowania CytoGenomics (wersja 2.9.2.4, Agilent Technologies). Zastosowano następujące ustawienia analizy: algorytm aberracji ADM-2, próg: 6.0, rozmiar okna: 0,5 Mb, filtr: 5 sond, a współczynnik log2 = 0,29.

ejakulat odłączono w laboratorium i badano w kolejności: obserwacja natywnego preparatu, oznaczanie stężenia plemników, ocena wymazów pod kątem witalności w mobilności <40% oraz ocena morfologii plemników według kryteriów ESHRE/NAFA, przy użyciu Sperm Class Analyzer (SCA), systemu ilościowej i jakościowej analizy parametrów ludzkiego nasienia.

badania molekularne na obecność mikrodelecji w regionie czynnika azoospermia przeprowadzono zgodnie z wytycznymi i standardami Europejskiej Akademii andrologii .

sekwencjonowanie Sangera przeprowadzono w celu zbadania wcześniej zgłoszonych regionów związanych z niepłodnością męską, tj. DAZL (OMIM 601486), SEPT12 (OMIM 611562), SLC26A8 (OMIM 608480), SYCE1 (OMIM 611486), a następnie TSSK1B (OMIM 610709).

wyniki

we found a 50% Peak area decrease in all APC-specific gene probes by MLPA. Ponieważ odpowiadało to heterozygotycznej delecji całej sekwencji genu APC, naszym następnym krokiem było wykonanie tablicy CGH w celu określenia granic delecji. Uzyskane wyniki wykazały, że delecja śródmiąższowa w chromosomie 5Q ograniczała się do regionu 5q22.2q23.1 o długości około 8 Mb (Fig. 2A). Delecja obejmuje region między parami zasad chr5: 111,779,298-119,794,955(GRCh37/hg19), kariotyp: arr 5q22.2q23.1 (111779298_119794955)×1 , potwierdzając delecję APC i angażując 29 innych genów kodujących białko w delecję. Wraz z dobrze opisanymi genami APC i MCC, inny gen, TSSK1B, był wcześniej badany i przypisywany określonej funkcji. TSSK1B wykazuje dużą ekspresję w jądrach i jest wymagany podczas rozwoju spermatydy . Dlatego zdecydowaliśmy się wykonać analizę nasienia i przetestować naszego pacjenta pod kątem niepłodności, liczby plemników, morfologii i ruchliwości.

w ocenie końcowej stwierdzono, że pacjent cierpiał na astenoteratozoospermię z przewagą defektów głowowych, 97% atypowej morfologii plemników i zmniejszoną ruchliwością plemników (Fig. 2C). Wartość wskaźnika teratozoospermia na poziomie 1,71 wykazuje więcej niż 1 defekt na pojedyncze plemniki, co wskazuje na upośledzenie spermatogenezy. Ponieważ ten fenotyp jest najczęściej spowodowany mikrodelecjami w regionie czynnika azoospermia, a Duże delecje chromosomowe w obrębie chromosomu Y nie zostały pokazane na tablicy CGH, przeprowadziliśmy testy molekularne pod kątem możliwych mikrodelecji w chromosomie Y. Nasza analiza nie wykazała żadnych delecji w markerach czynnika azoospermia sY84, sY86, sY127, sY134, sY254 i sY255. Badania w kierunku najczęstszych mutacji genów związanych z niepłodnością męską, takich jak DAZL, SEPT12, SLC26A8 i SYCE1 nie wykazały żadnych zmian. Wreszcie, sekwencjonowanie genu TSSK1B nie ujawniło żadnych nieprawidłowości w obrębie pojedynczej obecnej kopii.

wyniki te zawęziły możliwość, że TSSK1B jest silnym genem kandydującym do niepłodności męskiej i bierze udział w fenotypie asthenoteratozoospermii naszego pacjenta.

dyskusja

delecje chromosomowe zespołu 5q22 powodujące FAP były rzadko opisywane w literaturze. Istniejące raporty mają na celu porównanie i kontrast delecji między różnymi przypadkami pacjentów; jednak patologiczne implikacje tych delecji nie zostały szczegółowo zbadane poza wstępną diagnozą kliniczną . Rozmiar śródmiąższowego usuniętego obszaru 5Q różni się znacznie u pacjentów, od 1,7 Mbp do 20 MBP i więcej, przy czym większość przypadków wykazuje różne stopnie trudności w uczeniu się, niepowodzenie w rozwoju i niewielkie lub duże objawy dysmorficzne . Objawy te nie ograniczają się do pojedynczego pasma chromosomalnego (Fig. 2B), co uniemożliwiło klasyfikację podtypów delecji 5Q, chociaż podjęto kilka prób . Znaczące wyniki tych badań wskazują na brak korelacji genotyp-fenotyp w przypadkach, które dzielą dotknięty region, a także brak związku między rozmiarem delecji a ciężkością fenotypu.

zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, ostatni przegląd genów i ich funkcji w tym regionie został przeprowadzony przez Ofner et al. . Do tej pory tylko 4 geny (APC, MCC, TRIM36 i HSD17B4) znajdujące się w usuniętym regionie u naszego pacjenta były związane z chorobą w OMIM, chociaż badania są w toku. Ponadto status płodności u większości pacjentów z delecją 5q nigdy nie został opublikowany ze względu na ich wczesny wiek, a ich stan nigdy nie był obserwowany poza wstępną diagnozą. We wcześniej opublikowanych doniesieniach o delecjach 5q, tylko jeden przypadek udokumentował możliwe dziedziczenie delecji TSSK1B od podejrzanego nosiciela płci męskiej; jednak ojciec pacjenta nie mógł zostać przetestowany w celu potwierdzenia dziedziczenia delecji. Jeśli chodzi o TSSK1B obejmujący CNV w normalnej populacji, istnieje tylko jeden wpis DGV dotyczący utraty kopii (nsv599396, całkowita wielkość próby 17,421; PMID 21841781).

u prezentowanego tu pacjenta nie zaobserwowano ciężkich objawów patologicznych, które poza FAP występują w typowych przypadkach delecji 5q22. Można to wyjaśnić możliwością, że delecja, którą prezentujemy, nie pokrywa się całkowicie z delecjami u pacjentów z ciężkimi problemami dysmorficznymi / rozwojowymi (rys. 2b). Podczas gdy powszechny fenotyp kliniczny u pacjentów z delecjami w długim ramieniu chromosomu 5 obejmuje szeroki wachlarz cech, takich jak opóźnienie rozwoju, niepowodzenie w rozwoju, opóźnienie psychomotoryczne, płaski most nosowy i inne , fenotyp przedstawiony przez naszego pacjenta jest reprezentowany prawie wyłącznie przez heterozygotyczną delecję genu APC i wynikającą z tego diagnozę FAP.

podłoże genetyczne czynników niepłodności jąder, w szczególności asthenozoospermia, jest od dawna ograniczone i słabo opisane. Większość czynników niepłodności jąder i ich podłoże genetyczne zostały związane z genami zamieszkującymi chromosom Y i aberracjami chromosomowymi obejmującymi chromosom Y. Nastąpił postęp w tej dziedzinie, ponieważ ostatnie badania miały na celu powiązanie fenotypów dysmorfologii plemników z określonymi genami, takimi jak DAZL, SYCE1, SLC26A8, SEPT12 i innymi, które mają funkcję związaną ze spermatogenezą . Mimo to dziedzina genetyki niepłodności męskiej jest wciąż stosunkowo nowa, a nowatorskie wkłady mają kluczowe znaczenie dla ciągłego doskonalenia testów genetycznych, diagnostyki i poradnictwa .

specyficzna dla jądra kinaza serynowo-treoninowa 1 jest genem intronless, częścią rodziny TSSK i gałęzią nadrodziny kinazy serynowo-treoninowej. Po raz pierwszy został zidentyfikowany przez Bielke et al. , którzy w swoich badaniach przypisali genowi otwartą ramkę odczytu 1092 bp kodującą białko 364-aa. Ludzki TSSK1B badano stosując plamy Northern I dot, które wykazały 85% podobieństwo do mysi Tssk1b. gen został zmapowany na chromosomie 5q22, w regionie, który nie wykazuje syntenii z mysim chromosomowym locus Tssk1b . Dalsze badania wykazały, że specyficzna ekspresja Tssk1b jest zlokalizowana prawie wyłącznie w jądrach, co wiązało się z funkcją związaną z reprodukcją i spermatogenezą . Badania ekspresji czasowej wykazały ponadto, że Tssk1b ulega ekspresji wyłącznie w późnych stadiach dojrzewania plemników . Funkcja Tssk1b została potwierdzona in vivo przez Xu i wsp. użycie myszy chimerycznych do określenia, czy celowa delecja w Tssk1b i Tssk2 może być przenoszona w linii zarodkowej. Ich eksperymenty wykazały, że myszy chimeryczne wytwarzały tylko potomstwo typu dzikiego, mimo że plemniki zawierały zarówno allel typu dzikiego, jak i zmutowany allel. Dalsze badania jądra i najądrza w chimerze wykazały, że tylko niewielka liczba plemników może osiągnąć dojrzewanie . W swoich badaniach Xu et al. zasugerował, że niepłodność jest spowodowana przez haploinefektywność. Chociaż dokładny mechanizm patologicznej manifestacji nie został zbadany, funkcjonalne implikacje delecji alleli w tym genie wydają się skutkować zmienioną morfologią plemników. U ludzi mikrodelecja obejmująca TSSK1B może zatem stanowić czynnik ryzyka niepłodności męskiej.

do tej pory TSSK1B był badany wyłącznie na modelach zwierzęcych, a implikacje funkcjonalne nie zostały zbadane u ludzi. W tym miejscu przedstawiamy pierwszy przypadek korelacji między usuniętą kopią TSSK1B a asthenozoospermią, prawdopodobnie potwierdzając związek między genem a funkcją in vivo.

wniosek

jest to jeden z niewielu przypadków opisujących młodego dorosłego z dużą delecją śródmiąższową w chromosomie 5, z objawami objawiającymi się w wieku, w którym pacjent może być badany pod kątem płodności. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, nie zbadano pacjentów z delecjami w paśmie 5q22.2 pod kątem niepłodności i zaobserwowano tylko jeden przypadek możliwego, ale niepotwierdzonego dziedziczenia delecji TSSK1B u męskiego nosiciela. Nawet najłagodniejsze zmiany rozwojowe obserwowane oprócz fenotypu FAP powinny prowadzić do dalszych badań tego regionu chromosomowego poza genem APC, przy użyciu metod wymienionych powyżej w celu określenia jakichkolwiek zmian chromosomowych. Chcielibyśmy również zachęcić do dalszych badań nad rolą TSSK1B w reprodukcji mężczyzn i jej udziałem w wywoływaniu astenozoospermii.

ponadto wykazujemy przydatność zarówno MLPA, jak i array CGH w praktyce klinicznej. MLPA można uznać za analizę pierwszego rzutu, a jeśli zostanie znaleziona delecja całego genu docelowego, wyniki mogą zostać potwierdzone, a punkty przerwania zlokalizowane przez tablicę CGH.

podziękowanie

jesteśmy wdzięczni rodzinie, która dostarczyła informacje kliniczne i wyraziła zgodę na ich publikację.

Oświadczenie o etyce

pacjent podpisał formularze świadomej zgody na badania genetyczne i fotografię medyczną. Autorzy nie mają żadnych konfliktów etycznych do ujawnienia.

Oświadczenie o ujawnieniu informacji

autorzy nie deklarują konfliktu interesów.

kontakt z autorem

Szczegóły artykułu / publikacji

Copyright / dawkowanie leku / Disclaimer

Copyright: Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszej publikacji nie może być tłumaczona na inne języki, powielana lub wykorzystywana w jakiejkolwiek formie lub za pomocą jakichkolwiek środków, elektronicznych lub mechanicznych, w tym kserowania, nagrywania, kopiowania lub za pomocą jakiegokolwiek systemu przechowywania i wyszukiwania informacji, bez pisemnej zgody Wydawcy.
dawkowanie leku: autorzy i wydawca dołożyli wszelkich starań, aby dobór leku i dawkowanie określone w niniejszym tekście były zgodne z aktualnymi zaleceniami i praktyką w momencie publikacji. Jednak w związku z trwającymi badaniami, zmianami w przepisach rządowych i stałym przepływem informacji dotyczących terapii lekowej i reakcji na lek, czytelnik jest proszony o sprawdzenie ulotki dla każdego leku pod kątem jakichkolwiek zmian we wskazaniach i dawkowaniu oraz o dodatkowe ostrzeżenia i środki ostrożności. Jest to szczególnie ważne, gdy zalecanym środkiem jest nowy i/lub rzadko stosowany lek.
Zastrzeżenie: Oświadczenia, opinie i dane zawarte w niniejszej publikacji są wyłącznie oświadczeniami poszczególnych autorów i współpracowników, a nie wydawców i redaktorów. Wyświetlanie reklam lub / i odniesień do produktów w publikacji nie stanowi gwarancji, poparcia lub zatwierdzenia reklamowanych produktów lub Usług ani ich skuteczności, jakości lub bezpieczeństwa. Wydawca i redaktor zrzekają się odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody wyrządzone osobom lub mieniu wynikające z pomysłów, metod, instrukcji lub produktów, o których mowa w treści lub reklamach.