Частота мейотического нерасхождения хромосом у мужчин с нарушением репродукивной функции 03. 02. 07 Генетика

Нарушения сперматогенеза, различные формы патозооспермии и признаки частичного блока сперматогенеза на стадии профазы I мейоза выявлены у 84% мужчин с различными вариантами сбалансированных структурных ХА: у мужчин с RobT, у мужчин с реципрокными транслокациями и инверсиями хромосом. В сравнении с этими данными, только у 63,3% мужчин с патозооспермией и нормальным мужским кариотипом (46,XY) обнаружены признаки частичного блока сперматогенеза.

FISH-анализ частот встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 13, 18, 21, X и Y проведен для 20 мужчин с конституциональными ХА из 3-й группы: для 5 мужчин с RobT c вовлечением хромосом 13 и 14, для 9 мужчин со сбалансированными реципрокными транслокациями аутосом - t(1;3)(p21;q24), t(7;13)(p13;q14), t(2;15)(q21;q22), t(1;11)(q44;q21), t(7;15)(q32;q24), t(2;11)(p22.3;p15.5), t(1;22)(q32;q13), t(1;4)(p22;q35), t(11;18)(q25;q21), для 2-х мужчин с инверсиями аутосом - inv(18)(p11.23;q21.1), inv(7)(q21;q32), для носителя хромосомы 13 с делецией неустановленного при цитогенетическом анализе хромосомного района, del(13)(q?), для носителя Y-хромосомы с перицентрической инверсией, 46,XY,Yqh+,inv(Y)(p11.2q11.23), в случае низкоуровневого мозаицизма по гоносомам у пациента с кариотипом mos47,XXY[3]/46,XY[97] и в случае регулярной формы дисомии по Y-хромосоме. Средние значения частот встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией среди мужчин со структурными ХА (18 человек) и с различными формами патозооспермии представлены в табл. 3.

Согласно результатам FISH-анализа, частоты встречаемости сперматозоидов с диплоидным хромосомным набором и с дисомией по хромосомам 21, X и Y в подгруппе с OAT и XA не имели статистически значимых отличий от значений в 1-й группе (p>0,05). Частоты встречаемости сперматозоидов с диплоидным хромосомным набором и с дисомией по хромосомам 21, X и Y в подгруппе с AT, T и XA не имели статистически значимых отличий от значений во 2-й группе (p>0,05). Полученные результаты указывают на то, что при наличии хромосомной перестройки в соматических клетках организма частота мейотического нерасхождения хромосом 21, X и Y не изменяется и соответствует частоте мейотического нерасхождения этих хромосом у мужчин при патозооспермии и при нормальном мужском кариотипе (46,XY).

Табл. 3. Средние значения частот встречаемости сперматозоидов с диплоидным хромосомным набором и с анеуплоидией по хромосомам 13, 18, 21, X и Y среди пациентов с различными формами патозооспермии при нормальном кариотипе (46,XY) из 1-й и 2-й групп и при структурных ХА из 3-й группы.

Группа пациентов, (количество пациентов в группе)	Дисомия, m ± SE, %						Диплоидные ПК, m ± SE, %
	13	18	21	XX	XY	YY
Контрольная группа (11 пациентов)	0,11 ±0,04	0,05 ±0,02	0,20 ±0,08	0,04 ±0,02	0,17 ±0,11	0,06 ±0,02	0,37±0,19
Подгруппа с OAT I-III и ХА (8 пациентов)	-*	-*	0,60 ±0,36	0,15 ±0,13	0,54 ±0,29	0,16 ±0,25	0,74±0,58
Группа 1 (27 пациентов)	0,28 ±0,20	0,13 ±0,10	0,59 ±0,50	0,1 ±0,07	0,64 ±0,63	0,16 ±0,14	0,81±0,58
Подгруппа с AT, T и ХА (10 пациентов)	-*	-*	0,25 ±0,12	0,06 ±0,06	0,30 ±0,17	0,07 ±0,06	0,39±0,35
Группа 2 (28 пациентов)	0,16 ±0,10	0,11 ±0,09	0,32 ±0,25	0,07 ±0,06	0,31 ±0,25	0,09 ±0,08	0,60±0,72

* - для групп пациентов с конституциональными ХА частоты встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 13 и 18 не отражены в таблице, поскольку широкий разброс значений частот сперматозоидов с анеуплоидией по данным хромосомам обусловлен тем, что FISH-анализ проведен с использованием ДНК-зондов комплементарных к районам хромосом, которые вовлечены в ХА.

Анализ мейотической сегрегации хромосом у мужчин с конституциональными хромосомными аномалиями

Анализ мейотической сегрегации хромосом, вовлеченных в Робертсоновскую транслокацию der(13;14)(q10;q10)

FISH-анализ мейотической сегрегации хромосом 13 и 14 проведен для 6-и мужчин с дериватной хромосомой der(13;14)(q10;q10). Результаты исследования представлены в табл. 4. В среднем по группе частота встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 13 и 14 составила приблизительно 13±6%. Наиболее высокие значения частот встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 13 и 14 характерны для мужчин с тяжелой формой OAT (коды пациентов 69, 72, выделены серым в табл. 4). Полученные значения частот встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 13 и 14 согласуются со значениями других авторов. По данным C. Roux и соавторов (2005) и других исследователей в среднем частота сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 13 и 14 у мужчин с RobT составляет 10-15% (Gardner R.J.M., Sutherland G.R., 2004; Roux C. et al., 2005). Это существенно меньшая доля ПК с хромосомным дисбалансом, чем предполагалось исходя из теоретических оценок частоты ошибок мейотического расхождения хромосом, вовлеченных в RobT. ……………

Табл. 4. Анализ мейотической сегрегации хромосом 13 и 14, вовлеченных в Робертсоновскую транслокацию, для пациентов из 3-й группы. FISH-анализ частот встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 13 и 14 проведен с ДНК-зондами LSI 13, локус гена ретинобластомы RB-1, 13q14, Spectrum Green, TelVysion 14q, локус D14S1420, tel 14q, Spectrum Orange.

Код пац.	Количество проанализи-рованных ПК	Тип мейотической сегрегации, % сперматозоидов с ХА, (количество ПК)
		Альтернативная	Совместная				сегрегация 3:0 или диплоидный хромосомный набор гаметы	другой
		Нормальный или сбалансированный хромосомный набор	Совместная I		Совместная II
Хромосомный набор гаметы		13q/14q или der(13q;14q)	13q/der (13q;14q)	14q	14q/der (13q;14q)	13q	13q/14q/der (13q;14q)
сигналы		GO	GGO	O	GOO	G	GGOO
67	3 335	90,07 (3 004)	1,49 (50)	1,62 (54)	3,03 (101)	2,63 (88)	0,87 (29)	0,26 (9)
68	3 466	90,45 (3 135)	2 (71)	2,13 (74)	2,42 (84)	1,96 (68)	0,75 (26)	0,23 (8)
69	750	76,53 (574)	5,2 (39)	4,13 (31)	6,26 (47)	3,46 (26)	3,06 (23)	1,33 (10)
70	3 160	91,64 (2 896)	1,55 (49)	1,36 (43)	2,78 (88)	1,55 (49)	0,76 (24)	0,34 (11)
71	3 661	88,74 (3 249)	2,56 (94)	2,05 (75)	3,25 (119)	2,59 (95)	0,49 (18)	0,3 (11)
72	890	85,60 (767)	2,34 (21)	1,56 (14)	3,79 (34)	3,46 (31)	1,89 (17)	0,67 (6)
m ± SE		87,17±5,61	2,52±1,37	2,14±1,01	3,58±1,38	2,6±0,77	1,3±0,98	0,52±0,42
R		76,53-91,64	1,49-5,2	1,36-4,13	2,42-6,26	1,55-3,46	0,49-3,06	0,23-1,33

Столь малая доля зрелых ПК с хромосомным дисбалансом у носителей Робертсоновских транслокаций, которая не совпадает с ожидаемым соотношением 1:1 анеуплоидных гамет и гамет с нормальным хромосомным набором, может быть объяснена только при условии существования в сперматогенезе механизмов естественного отбора, направленного против ПК с хромосомным дисбалансом (Brugnon F. et al., 2010).

Полученные результаты FISH-анализа частот встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 13 и 14 у мужчин с RobT свидетельствуют о наличии риска по передаче потомству сверхчисленных хромосом 13 и/или 14, который по нашим оценкам составляет приблизительно 13%.

Для мужчины со сбалансированной реципрокной транслокацией с вовлечением хромосом 1 и 11 проведен FISH-анализ мейотической сегрегации хромосом, вовлеченных в хромосомную перестройку.

За консультацией по поводу рождения ребенка с врожденными пороками развития и случая беременности плодом с МВПР обратился мужчина в возрасте 33-х лет. Цитогенетическое исследование хромосом на препаратах из культуры лимфоцитов периферической крови мужчины позволило установить наличие сбалансированной реципрокной транслокации t(1;11)(q44;q21). При двухкратном проведении СА с разницей в один год у мужчины установлена АТ. При анализе анамнестических данных мужчины в первом случае отмечено рождение недоношенного семимесячного ребенка с задержкой психомоторного развития, у девочки установлен кариотип 46,XX,der(1)t(1;11)(q44,q21)pat. Ребенок умер в младенчестве. Во втором случае у плода на 24-25-й неделе беременности обнаружены УЗ-маркеры хромосомной патологии плода, при анализе хромосом на препаратах из культуры лимфоцитов пуповинной крови с помощью дифференциального GTG-окрашивания выявлена также несбалансированная транслокация отцовского происхождения, кариотип 46,XY,der(1)t(1;11)(q44;q21)pat.

Наиболее высокие значения частот встречаемости ПК с сегментной анеуплоидией по хромосомам 1 и 11 соответствовали типу мейотической сегрегации хромосом - совместная I. В среднем частота встречаемости сперматозоидов с хромосомным набором 23,-11,+der(11) и 23,-1,+der(1) составила 23,4% и 15,3% (табл. 5). Нормальный или сбалансированный хромосомный набор обнаружен в среднем в 53,8% ПК у пациента. Долю сперматозоидов с другим типом мейотической сегрегации хромосом составили 7,5% ПК.

Для пациента с перицентрической инверсией inv(18)(p11.23q21.1) с помощью FISH-метода проведена оценка частоты встречаемости сперматозоидов, несущих рекомбинантную хромосому 18 (Гордеева Е.Г. и др., 2012).

Для 5-и мужчин (из 3-й группы) со структурными или числовыми аномалиями половых хромосом в соматических клетках организма проведен FISH-анализ частот встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по хромосомам 18, X и Y. Анализ проведен для пациента с низкоуровневым XXY/XY мозаицизмом и AT (код пациента 87), для пациента с азооспермией и синдромом Клайнфельтера при регулярной форме дисомии по X-хромосоме (код пациента 86), для мужчины с регулярной формой дисомии по Y-хромосоме и умеренной формой OAT (код пациента 85), для мужчины с перицентрической инверсией inv(Y)(p11.2q11.23) и АТ (код пациента 89), для мужчины с реципрокной транслокацией с вовлечением Y-хромосомы и хромосомы 21 при азооспермии (код пациента 88). У всех 5-и пациентов частота встречаемости сперматозоидов с некоторыми вариантами анеуплоидии по X и Y-хромосомам превосходила референсные значения, полученные для контрольной группы.

Табл. 7. Частота встречаемости сперматозоидов с анеуплоидией по X и Y-хромосомам у пациентов из 2-й группы с числовыми и структурными аномалиями половых хромосом и у пациентов с тяжелой формой OAT неясной этиологии.

Частота встречаемости ПК с предположительно нормальным хромосомным набором и формулой кариотипа 23,X или 23,Y значительно превосходила частоты сперматозоидов с анеуплоидией по X- и/или Y-хромосоме (Гордеева Е.Г. и др., 2012). Полученные результаты свидетельствуют в пользу того, что в ходе сперматогенеза ПК у мужчин с аномалиями половых хромосом в соматических клетках организма, подвергаются действию механизмов селективного отбора, направленного против ПК с хромосомным дисбалансом.