Оценка состояния сперматогенеза и частота сперматозоидов с диплоидным хромосомным набором и с анеуплоидией по хромосомам 13, 18, 21, X, Y у мужчин с конституциональными хромосомными аномалиями
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%.
Анализ мейотической сегрегации хромосом, вовлеченных в транслокацию t(1;11)(q44;q21)
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.
Анализ частоты встречаемости рекомбинантных хромосом в сперматозоидах у пациента с перицентрической инверсией хромосомы 18, inv(18)(p11.23q21.1)
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).
Табл. 5. Анализ мейотической сегрегации хромосом, вовлеченных в реципрокную транслокацию t(1;11)(q44;q21) (код пациента 78). FISH-анализ выполнен с использованием ДНК-зондов CEP 11, локус D11Z1, 11p11.11-q11, Spectrum Aqua, TelVysion 11q, локус D11S1037, tel 11q, Spectrum Orange, TelVysion 1p, локус CEB108/T7, tel 1p, Spectrum Green.
Тип мейотической сегрегации хромосом и набор флуоресцентных сигналов
|
Хромосомный набор гаметы
|
Сперматозоиды с ХА, % (количество ПК)
|
Преп. №1
|
Преп. №2
|
Сегрегация 2:2
|
Альтернативная
|
OAG
|
Нормальный хромосомный набор или сбалансированный 23,-1,-11,+der(1),+der(11)
|
52,45 (2 119)
|
55,17 (1 108)
|
Совместная I
|
AG
|
23,-11,+der(11)
|
22,35 (903)
|
24,5 (492)
|
OOAG
|
23,-1,+der(1)
|
17,64 (713)
|
13,09 (263)
|
Совместная II
|
OGG
|
23,-11,+der(1)
|
0,34 (14)
|
0,39 (8)
|
OAA
|
23,-1,+der(11)
|
0,34 (14)
|
0,29 (6)
|
Совместная II при единичном кроссовере между сегментами хромосом 1 и 11
|
OOAA
|
23,-1,+11
|
0,07 (3)
|
0,04 (1)
|
AA
|
23,-1,-11,+der(11),+der(11)
|
0,049 (2)
|
0,14 (3)
|
GG
|
23,-11,+1
|
0,12 (5)
|
0
|
OOGG
|
23,-11,-1,+der(1),+der(1)
|
0,09 (4)
|
0,04 (1)
|
Сегрегация 3:1
|
OA
|
22,-1
|
0,62 (25)
|
0,34 (7)
|
OAGG
|
24,-11,+der(1),+der(11)
|
0,49 (20)
|
0,39 (8)
|
G
|
22,-11
|
0,74 (30)
|
0,49 (10)
|
OOAAG
|
24,-1,+der(1),+der(11)
|
0,27 (11)
|
0,44 (9)
|
OG
|
22,-1,-11,der(1)
|
1,33 (54)
|
2,04 (41)
|
OAAG
|
24,+der(11)
|
0,89 (36)
|
0,59 (12)
|
A
|
22,-1,-11,+der(11)
|
0,49 (20)
|
0,54 (11)
|
OOAGG
|
24,+der(1)
|
0,17 (7)
|
0,24 (5)
|
Сегрегация 4:0 или диплоидный хромосомный набор
|
OOAAGG
|
46,-1,-11,+der(1),+der(11)
|
0,02 (1)
|
0
|
Другая
|
O
|
|
0,02 (1)
|
0,09 (2)
|
OOG
|
|
0,34 (14)
|
0,34 (7)
|
OOA
|
|
0,22 (9)
|
0,04 (1)
|
AAG
|
|
0,07 (3)
|
0,09 (2)
|
AGG
|
|
0,27 (11)
|
0,14 (3)
|
OOOAG
|
|
0,37 (15)
|
0,24 (5)
|
OOOG
|
|
0,02 (1)
|
0
|
AAOGG
|
|
0,04 (2)
|
0
|
OOOAAG
|
|
0,02 (1)
|
0
|
OOOAGG
|
|
0,02 (1)
|
0,04 (1)
|
OOOOAAG
|
|
0,02 (1)
|
0
|
OOOOAGG
|
|
0
|
0,04 (1)
|
OOOOGG
|
|
0
|
0,04 (1)
|
Количество проанализированных сперматозоидов
|
|
4 040
|
2 008
|
Проведенный FISH-анализ показал, что частота встречаемости сперматозоидов с сегментной анеуплоидией по хромосоме 18 составляет 3,1% (табл. 6). Мы полагаем, что данное значение является фактическим значением риска формирования при оплодотворении зиготы с рекомбинантной хромосомой 18.
Табл. 6. Частота встречаемости сперматозоидов с рекомбинантной хромосомой 18 в эякуляте у пациента с инверсией inv(18)(p11.23q21.1) (код пациента 75, контрольный препарат № 1). FISH-анализ частот встречаемости сперматозоидов с сегментной анеуплоидией по хромосоме 18 выполнен с использованием ДНК-зондов TelVysion 18q, локус VIJyRM2050, tel 18q, Spectrum Orange, CEP 18, локус D18Z1, 18p11.1-q11.1, Spectrum Aqua.
Хромосомный набор гаметы
|
Набор флуоресцентных сигналов
|
inv(18)
|
контроль
|
P-уровень значимости
|
частота встречаемости, % (количество ПК)
|
Гаплоидные клетки, имеющие хромосому с инверсией или нормальную хромосому
|
AO
|
95,3
(4 890)
|
99,4
(3 507)
|
-
|
Гаметы с рекомбинантной хромосомой двух типов
|
|
3,1 (162)
|
0
|
P<0,05
|
Rec(18)dup(18p)del(18q)
|
A
|
1,5 (80)
|
0
|
Rec(18)dup(18q)del(18p)
|
AOO
|
1,6 (82)
|
0
|
Другой тип сегрегации
|
|
0,5 (24)
|
0,19 (7)
|
-
|
Диплоидные гаметы или гаметы с дисомией по хромосоме 18
|
AAOO
|
1,1 (56)
|
0,39 (14)
|
P<0,05
|
Количество проанализированных сперматозоидов
|
|
5 132
|
3 528
|
-
|
Анализ мейотической сегрегации X- и Y-хромосом у мужчин с числовыми или структурными аномалиями половых хромосом
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.
Хромосом-
ный набор ПК
|
Код пац. 87
mos47,XXY
[3]/46,XY[97]
|
Код пац. 86
47,XXY
|
Код пац. 85
47,XYY
|
Код пац. 88
46,XY,
der(21)t(Y;21)
(q11.2;q22.3)
|
Код пац. 89
inv(Y)
(p11.2q11.23)
|
Мужчины с нормозооспермией
(11 чел.)
|
Мужчины с идиопатической OAT III (5 пац.)
|
|
|
Сперматозоиды с хромосомными аномалиями, % (количество ПК)
|
(m±SE)
|
(m±SE)
|
23,X
|
46,67 (1207)
|
48,00 (1707)
|
50,08 (2807)
|
48,11 (1468)
|
48,92 (1597)
|
50,07±0,58
|
50,20±7,41
|
23,Y
|
51,23 (1325)
|
46,45 (1652)
|
48,33 (2709)
|
47,75 (1457)
|
50,09 (1635)
|
49,17±0,50
|
44,11±7,26
|
24,XY
|
0,65 (17)
|
0,61 (22)
|
0,19 (11)
|
0,69 (21)
|
0,18 (6)
|
0,17±0,11
|
1,20±0,99
|
24,XX
|
-
|
0,16 (6)
|
0,32 (18)
|
0,36 (11)
|
0,06 (2)
|
0,04±0,02
|
0,15±0,11
|
24,YY
|
0,04 (1)
|
0,22 (8)
|
0,30 (17)
|
0,91 (28)
|
0,18 (6)
|
0,06±0,02
|
0,29±0,13
|
22,-X/Y
|
0,85 (22)
|
1,21 (43)
|
0,57 (32)
|
0,85 (26)
|
0,39 (13)
|
0,29±0,08
|
2,39±2,31
|
25,XYY
|
-
|
0,08 (3)
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0,009±0,020
|
25,XXY
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
0,07±0,11
|
46,XY
|
0,27 (7)
|
0,84 (30)
|
0,03 (2)
|
0,49 (15)
|
0,03 (1)
|
0,20±0,14
|
0,51±0,48
|
46,XX
|
0,11 (3)
|
0,98 (35)
|
0,05 (3)
|
0,13 (4)
|
0,03 (1)
|
0,06±0,03
|
0,14±0,07
|
46,YY
|
0,19 (5)
|
0,89 (32)
|
0,11 (6)
|
0,29 (9)
|
0,06 (2)
|
0,08±0,05
|
0,16±0,13
|
47,XXY
|
-
|
0,05 (2)
|
0,01 (1)
|
-
|
-
|
-
|
0,024±0,031
|
47,XYY
|
-
|
0,02 (1)
|
-
|
-
|
0,03 (1)
|
-
|
0,0072±0,01
|
47,YYY
|
-
|
-
|
-
|
0,03 (1)
|
-
|
-
|
-
|
48,XXYY
|
-
|
-
|
-
|
0,03 (1)
|
-
|
-
|
-
|
92,XXYY
|
-
|
-
|
-
|
0,06 (2)
|
-
|
-
|
-
|
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.
Достарыңызбен бөлісу: |