Малые сверхчисленные маркерные хромосомы — это структурно ненормальные хромосомы, которые могут быть как дополнительными по отношению к нормальному карио-типу, так и заменяющими какую-либо хромосому. Их размер, как правило, меньше, чем размер хромосомы 20 на этой же метафазной пластинке [1]. В 86% случаев малые сверхчисленные маркерные хромосомы происходят из акроцентрических хромосом, в частности 75% происходят из хромосомы 15 [2]. Район 15q11—q13 известен своей нестабильностью и частыми перестройками. В результате появляются малые сверхчисленные маркерные хромосомы благодаря инверсии и дупликации проксимального конца хромосомы 15. Это приводит к тетрасомии 15p и частичной тетрасомии 15q. Клинические проявления у таких пациентов выражаются ранней центральной гипотонией, задержкой развития и интеллектуальной недостаточностью умеренной степени, эпилепсией и аутизмом. Описаны два типа маркерных хромосом, относящихся к inv dup (15) с различными фенотипическими признаками. Первый тип — метацентрическая или субметацентрическая гетерохроматиновая хромосома, у носителей которой в фенотипе не проявляются синдромы Прадера—Вилли/Ангельмана (критический район 15q11). Второй тип включает проявления синдрома Прадера—Вилли/Ангельмана, а маркерная хромосома содержит эухроматиновый участок (критический район 15q12 или 15q13). Большинство изодицентрических хромосом 15q12 или 15q13 возникает из двух гомологичных материнских хромосом во время мейоза, и их частота образования коррелирует с возрастом матери при беременности [2].

Этика. Пациент вовлечен в исследование строго в соответствии с международными стандартами, которые включают в себя осведомленность об исследовании, согласие на участие в исследовании и гарантии конфиденциальности. Все исследования соответствовали этическим стандартам, разработанным в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации с поправками, внесенными в 2000 г.

Описание клинического случая. Пробанд — пациент мужского пола, возраст 6 лет. Во время беременности у его матери развилась преэклампсия, были угрозы прерывания. При рождении оценка по шкале Апгар 7/8 баллов, показана задержка внутриутробного развития по гипопластическому типу. Выявлена задержка психомоторного развития: удержание головы с 7 мес, научился сидеть к 1-му году жизни, в 2 года мог ходить с посторонней поддержкой. На момент обследования пациент использует в речи 5—6 простых слов, на обращенную речь не реагирует, навыков самообслуживания нет. Визуально отмечаются малые аномалии развития: макроцефалия с умеренно выраженной акроцефалией, высокий лоб, гипертелоризм, эпикант, широкое уплощенное переносье, маленький короткий нос, «рот карпа», расщелина мягкого неба, низкое расположение ушных раковин, макротия, сходящееся косоглазие, клинодактилия V пальцев кистей, конусовидная деформация концевых фаланг кистей. Нижние конечности с вальгусной деформацией, частичная кожная синдактилия II—III пальцев стоп. Со стороны половой системы отмечены двусторонний крипторхизм, паховая ретенция. По результатам ЭхоКГ отмечены малые сердечные аномалии: добавочная хорда левого желудочка, открытое овальное окно.

Получение суспензий клеток и GTG-окрашивание хромосом. Препараты метафазных хромосом были получены из кратковременных культур В-лимфоцитов венозной крови по стандартному протоколу [3]. GTG-окрашивание проводилось соответственно ранее описанной методике [3]. Метафазные пластинки анализировали с помощью микроскопа Olympus BX 53 и программного обеспечения ВидеоТест Карио 3.1 («iMicroTec», Россия).

Микродиссекция метафазных хромосом и флуоресцентная гибридизация in situ. Маркерные хромосомы были диссектированы по описанной ранее методике [4] с использованием микроскопа Olympus IX 51 и микроманипулятора Eppendorf Transferman NK2. ДНК диссектированных хромосом была амплифицирована с помощью набора для полногеномной амплификации GenomePlex Complete Whole Genome Amplification (WGA) Kit («Sigma-Aldrich», США). Полученные зонды метили дигоксигенином. Каждая библиотека была получена из одной копии маркерной хромосомы.

Для локализации генов рРНК использовали плазмиду pHr13, несущую гены 18S, 28S и 5,8S рРНК [5], которую амплифицировали и метили с помощью набора для полногеномной амплификации WGA («Sigma-Aldrich») как описано выше.

Флуоресцентную гибридизацию in situ всех использованных в исследовании зондов проводили по ранее описанной методике [4]. Метафазные пластинки анализировали с помощью флуоресцентного микроскопа Olympus BX 53 и программного обеспечения ВидеоТест FISH 2.0 («iMicroTec», Россия).

Анализ кариотипа пробанда (рис. 1)

Для оценки активности кластеров рДНК на маркерной хромосоме проведенно окрашивание хромосом пробанда с помощью нитрата серебра. В результате показано, что оба кластера рДНК на маркерной хромосоме являются активными (рис. 3).

Описанная перестройка затрагивает район 15q11—q13, известный своей нестабильностью. В нем часто формируются точки разрыва с последующим формированием маркерных хромосом, что приводит к тетрасомии 15p и частично 15q. Клиническая и цитогенетическая картина, характерная для этого пациента, соответствует синдрому дупликации 15q11—q13, который зачастую сопровождается синдромами Прадера—Вилли или Ангельмана, так как затронут критический район для этих синдромов [6—9]. Особо следует отметить увеличение копийности генов рРНК, при котором на маркерной хромосоме экспрессируются дополнительные копии, что также может вносить вклад в развитие клинической картины. Ранее показано, что правильная сборка рибосом очень важна для дифференцировки нервных клеток, в частности для формирования дендритов [10], при этом нарушения синтеза рРНК приводили к развитию нейродегенерации у мышей [11]. Таким образом, данная перестройка приводит не только к дупликации критического района 15q11—q13, но и к появлению двух дополнительных районов ядрышкового организатора, нарушению количества рДНК и соответственно рРНК, что вносит свой вклад в формирование патологического фенотипа.

Благодарность. Авторы выражают благодарность М. Фергюсон-Смиту (Кембриджский университет, Великобритания) за предоставленные библиотеки хромосом человека.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, грант 15−15−10001.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах:

Сведения об авторах

Телепова Алена Сергеевна (Alena S. Telepova) — старший лаборант, Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия

Романенко Светлана Анатольевна (Svetlana A. Romanenko) — к.биол.н., старший научный сотрудник, Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия

Лемская Наталья Анатольевна (Natalya A. Lemskaya) — к.биол.н., научный сотрудник, Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия

Максимова Юлия Владимировна (Yulia V. Maksimova) — д.м.н., проф., заведующая кафедрой медицинской генетики, Новосибирский государственный медицинский университет, 630091, Новосибирск, Россия

Шорина Асия Ринатовна (Asia R. Shorina) — врач-генетик, Новосибирская городская клиническая больница №1, 630047, Новосибирск, Россия

Юдкин Дмитрий Владимирович (Dmitry V. Yudkin) — к.биол.н., заведующий сектором хромосомных патологий, Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН, 630090, Новосибирск, Россия; e-mail: dim@mcb.nsc.ru

Для корреспонденции: Юдкин Дмитрий Владимирович — канд. биол. наук, заведующий сектором хромосомных патологий ИМКБ СО РАН, e-mail: dim@mcb.nsc.ru