Несмотря на генетическую гомогенность синдрома, определенные клинические свойства нарушений являются неполностью пенетрантными и обнаруживают варьирующую экспрессивность. Редки пациенты, которые имеют отличающиеся делеции или перестройки в области 22q11. Эти перестройки не позволяют локализовать гены болезни,т.к. некоторые из них не перекрываются.
Получены мышиные модели del22q11 синдрома, которые включают субнаборы генов, делетированных у пациентов. Эти исследования указали на гены, которые м. участвовать в формировании del22q11-подобных сердечно-сосудистых дефектов у мышей.
Сердечно-сосудистые дефекты у мышей, несущих del22q11-подобные делеции, устранялись с помощью трансгенов, содержащих Tbx1. Целенаправленная инактивация Tbx1 показала, что его потеря вызывает фенотип, сходный с фенотипом тяжелого del22q11 синдрома.
Эти эксперименты по преобразованию хромосом и нокауту генов идентифицировали Tbx1 как ген, который является витальным для сердечно-сосудистого и глоточного развития у мышей.
Мутации в гене TBX1 человека еще не обнаружены у пациентов с клиническими признаками del22q11 синдрома, но TBX1 остается геном-кандидатом, отвечающим за болезнь.
Все вместе это проливает свет на то, как нарушение развития глоточных тканей м. лежать в основе многих клинических проявлений синдрома del22q11 и на роль Tbx1 в росте и формировании паттерна глоточных тканей. Они указывают на то, что клетки нейрального гребня не играют принципиальной роли в Tbx1 мутантном фенотипе мышей и возможно не участвуют в патогенезе del22q11, хотя они м.б. мишенями для сигналов Tbx1.
(Рис.1.) | Human del22q11 region.
(Рис.2.) | The mouse chromosome 16 region that is in conserved synteny with 22q11.
(Рис.3.) | Cardiovascular defects in mutant embryos.
(Рис.4.) | Tbx1 expression in early mouse embryogenesis.
Pharyngeal development
(Рис.1.) | Human del22q11 region.
(Рис.2.) | The mouse chromosome 16 region that is in conserved synteny with 22q11.
(Рис.3.) | Cardiovascular defects in mutant embryos.
(Рис.4.) | Tbx1 expression in early mouse embryogenesis.
Pharyngeal development
Фенотипическое проявление случаев CATCH не коррелирует с протяженностью делеции 22q11.2. Однако родительское происхождение делеции влияет на изменчивость фенотипического проявления. Родительское происхождение делетированной хромосомы в спорадических случаях CATCH 22 определяется по микросателитному локусу делетированной области (D22S264)и с помощью RFLP анализа или цитогенетического полиморфизма короткого плеча хромосомы 22. Среди 32 спорадических случаев CATCH 22 24 делеции были материнского и 8 - отцовского происхождения. Родительское происхождение делеции определялось с помощью молекулярного анализа 33 CATCH 22 семей и подтверждено наличием у одного из родителей некоторых клинических проявлений в ещё 18 семьях. Материнское происхождение делеции имело место в 42 случаях из 51. По объединенным данным в 66 CATCH 22 случаях сохранялся только отцовский аллель и в 17 - только материнский (Demczuk & Aurias, 1995).При исследовании DGS, связанных с несбалансированными транслокациями, они в 4 случаях были материнского и в 4 - отцовского происхождения. Следовательно, в целом 70 DGS/VCFS связано с отцовским аллелем и 21 - с материнским.
Это можно объяснить разлдичиями в репродуктивной способности разных родителей. Возможно также, что данная область подвержена геномному импринтингу. Доказательств импринтинга не получено. Описаны случаи однородительской дисомии по хромосоме 22. Не получено подтверждения импринтига и на модельных объектах (однородительская дисомия по хромосоме 16 у мышей).
Несмотря на большие размеры делеции 22q11.2 предполагается, что CATCH 22 дефекты обусловлены нарушениями в одном мажорном гене. Описан случай DGS, связанный с делецией в области 22q11.2 настолько малой, что она не выявляется при кариотипическом анализе. 3 группами исследователей определены границы критической для DGS области (см. Рис. в работе(Demczuk & Aurias, 1995).Длина микроделеций была несколько отличной, но во всех случаях в нее входили участки N25(D22S75), H160B(D22S66) и R32(D22S259). Вместе эти зонды перекрывают около 1.6 мегабэйс геномной ДНК, которая оказывается делетированной у 30 из 33 пациентов DGS. Критическая область, ограниченая разрывами в pH11(D22S36)и t(X:22)областях и в рН11 и t(15;22), выявлена при анализе сбалансированной и несбалансированной транслокации. В результате критическую для DGS область (DG Critical Region = DGCR) удалось ограничить 200 т.п.н, в другой группе = 300 и в третьей - две DGCR= 500 т.п.н.(pBS84-4 и точка разрыва GM0578 t(10.22)). Отмечается присутствие семейств повторяющихся последовательностей на каждой из сторон делеции. Предполагается, что эти мейтически нестабильные области часто могут приводить к негомологичной рекомбинации.
Делеционное картирование позволило выявить самую маленькую область, перекрывающую делецию.В этой области картирована точка разрыва сбалансированной транслокации от пациента с DGA/VCFS фенотипом. Что делает эту область наиболее вероятным кандидатом на роль гена, ответственного за фенотип этого заболевания. Выявлено присутствие по крайней мере 6 различных транскриптов, 2 из которых были описаны ранее. Область поиска была 270 kb ,следовательно, в среднем каждый транскрипт имеет длину 45 т.п.н. Получено 8 новых ESTs и картированы 2 ESTs present in public databases. Все 6 транскриптов экспрессируются в сердце, органе затрагиваемом у 70-80% CATCH22 пациентов (Lindsay et al., 1996).
В области нехвати расположены гены, перечисленные от дистального к проксималному концу: LZTR-1 (он не попадает внутрь DGCR, но делетирован у 7 из 8 проанализированных CATCH 22 пациентов, кодирует белок в 552 аминокислоты, гомологичный гену tramtrunk дрозофилы, репрессирующего гомеобоксный ген fushi-tarazu); ZNF74/cos40 ( делетирован у 23 из 24 DGS пациентов, содержит мотив цинковые пальчики Cys2-His2 Kruppel/TFIIIA семейства,регулятор транскрипции экспрессируется у плодов мыши и человека); Catechl-O-methyl-transferase (COMT) (фермент, катализирующий метаболизм катехоламинов таких как норэпинефрин, эпинефрин и дофамин до О-метил эфиров. Предполагается, что пациенты VCFS несут аллель СОМТ с низкой активностью); HP500/D22S134 (зонд, его последовательности обнаруживают частичную гомологию с геном цепи предшественника проколлагена а2 (IV)человека и мыши); Т10 (выделен из кдНК мыши, но не человека. Кодирует белок в 276 аминокислот, который экспрессируется в реннем эмбриогенезе в зачатках рта: трахеи, легких, вело-фарингеальной области, артериальном стволе.печени. нижних конечностях и др. Делетирован у 78/80 DGS и 16/21 VCFS пациентов, но не является частью критической области); Glycoprotein Ibbeta (основной рецептор тромбоцитов фактора Виллебранда, картируется непосредственно дистальнее DGCR);TUPLE1 (транскрипт в 3,4 т.п.н. выявляется во всех исследованных тканях плода человека. Белок в 766 аминокислот, по-видимому, частично отвечает за фенотип DGS);HIRA (кодирует белок в 1017 аминокислот, полностью аналогичен TUPLE1); DGCR2 ((DiGeorge syndrome critical region gene 2)ген в 4,4 т.п.н. кодирует белок в 550 аминоксилот, его 3' конец картируется на 10 т.п.н. теломернее от точки разрыва ADU и следователно, не разрывается транслокацией. Часто затронут у пациентов DGS.Предполагается, что этот белок адгезивным рецептором и способствует миграции клеток нервного гребня в глоточные карманыю Предполагается, что гаплонедостаточность по этому гену ведет к недостатку адгезивных рецепторов и неспособности поддерживать миграцию достаточного количества клеток нервного гребня).
Было показано, что гены из области 22q11 человека распределены между 3 хромосомами мыши (MMU6, MMU10, and MMU16). Более того, хотя область примерно в 2.5 megabases (VCFS/DGS critical region) локализована в хромосоме 16 мыши ,относительная организация ее у мыши совершенно отлична от таковой у человека (Puech et al., 1997).
Идентифицирован, клонирован и охарактеризован TBX1 ген человека,который картируется в DiGeorge chromosomal region. TBX1 является членом филогенетич. законсервированного семейства генов с общим связывающим ДНК доменом( T-box). T-box гены являются транскрипционными факторами,регулирующими процессы развития. Выявлено 98% идентичных аминокислот между белками TBX1 человека и мыши в целом и T-box домене. Белки отличны лишь по 2 аминокислотам. Экспрессия TBX1 человека во взрослых и плодных тканях сходна с таковой у мышей. Используя 3'RACE, получены по разному сплайсированные мРНК во взрослых скелетных мышцах. Ген Tbx1 мыши экспрессируется во время раннего эмбриогенеза в глоточных дугах, карманах и слуховом пузырьке. Позднее его экспрессия обнаруживается в позвоночном столбе и зачатках зубов. Ген TBX1 человека является геном кандидатом, отвечающим за некоторые признаки при 22q11 делеционном синдроме (Chieffo et al., 1997).
Характерные признаки, такие как черепно-лицевые, кардиальные и тимусные нарушения, возникающие в результате взаимодействия между клетками нервного гребня заднего мозга и энтодермой глоточных карманов. Выделено несколько эмбриональных кДНК DiGeorge syndrome candidate gene HIRA. Идентифицировано несколько альтернативно сплайсированных транскриптов. Секвенирование показало, что Hira обнаруживает гомологию с p60 субъединицей human Chromatin Assembly Factor I и hir1p и Hir2p генов дрожжей, подтверждается, что Hira может играть определенную роль в сборке хроматина и/или регуляции гистонов. Было установлено, что Hira экспрессируется повсеместно. Однако, более высокие уровни транскриптов обнаруживаются в краниальных нервных складках, фронтоназальных массах и первых двух фарингеальных дугах, окологлоточных клетках нервного гребня и зачатках конечностей. Предполагается, что гаплонедостаточность по HIRA вносит свой вклад ,по крайней мере, в возникновение некоторых признаков DiGeorge [Wilming et al., 1997).
Идентифицирован ген в CATCH 22 критической области,чьи функциональные свойства и ткане-специфическая экспрессия, позволяют предположить его участи в эмбриогенезе. Этот ген, UFD1L,кодирует человечьий гомолог дрожжевого белка (ubiquitin fusion degradation 1 protein (UFD1p)),участвующегов деградации белков слияния убиквитина. Клонирование и характеристика мышиного гомолога(Ufd1l)показало, что он экспрессируется во время эмбриогенеза в глазных и ушных зачатках. Эти данные подтвержадют, консервацию протеолитического пути, деградации белков слияния убиквитина и что гемизиготность по гену UFD1L может обусловливать некоторые дефекты развития, связанные с CATCH 22 синдромами [Pizzuti et al., 1997).
Сайт создан в системе uCoz