Y hromosomas mikrodelēcijas - vīriešu neauglības iemesls.

Zane Garsele MF II 7.grupa

http://themetapicture.com/heres-an-old-picture-of-you/

http://karakalpak.com/genetics.html

Y hromosoma

Y hromosoma

• 58 miljonus bāzu pāru;• Veido ~2% no kopējā šūnas DNS;• Satur 86 gēnus, kas kodē 23 dažādas OBV;• Holandriskais pārmantošanas tips – pazīme tiek

nodota pa tēva līniju;• Pseidoautosomālie rajoni (PAR1 un PAR2) aktīvi

rekombinē ar homologiem X hromosomas rajoniem mejozē;

• Vairāk pakļauta gēnu dreifam.http://images2.layoutsparks.com/1/148050/tattooed-beauty-blue-pattern.jpg

Y hromosoma

• Lielākā Y hromosomas daļa – nerekombinējošā NRY daļa jeb - "male-specific" (MSY), sastāv no eihromatīna (kodējošā daļa), kas satur funkcionālus gēnus:

SRY - sex determin region; TSPY – testis - specific protein AZF – azoospermic factor

- satur SNP (viena nukleotīda polimorfisms) - izmanto paternitātes noteikšanai.

http://images2.layoutsparks.com/1/148050/tattooed-beauty-blue-pattern.jpg

Y hromosomas uzbūve

1Mb

MSY rajons

PAR I PAR II

HETEROHROMATĪNS

EIHROMATĪNS

X-DEGRADĒTIE GĒNI

PSEIDOAUTOSOMĀLIE RAJONI X-TRANSPONĒTIE GĒNI

AMPLIKONI

cen

Bialēlisko marķieru un Y-STRs lokalizācija

(Skaletsky et al, pēc L. Timsa)

Y hromosomas gēnu mutācijas:

Augsts mutāciju risks:•Y hromosoma tiek mantota no tēva•gametoģenēzes laikā pakļauta vairākkārtējām šūnu dalīšanās fāzēm.•Y hromosoma pakļauta 4.8 reizes lielākam mutāciju riskam, jo - katra šunu dalīšanās gametoģenēzē --> bāzu pāru mutācijas;•oksidatīvi apstākļi sēkliniekos

Y hromosoma un vīriešu neauglība

• Vīrieši neauglību izraisa Y hromosomas AZF (azoospermijas faktors) rajona delēcijas.

• Vīriešiem, kuru neauglības iemesls ir Y hromosomas mikrodelēcijas, parasti citus simptomus nenovēro.

• Dažkārt vīriešiem ir maza izmēra sēklinieki vai kriptorhisms.

• Biežums 1:2000 - 1:3000 visās etniskajās grupās • Par iemeslu azoospermijai un smagai oligospermijai

5 - 10% gadījumu

Delēcijas

• Hromosomālās patoloģijas• Hromosomu aberācijas – hromosomu struktūras

struktūras izmaiņas• Nelīdzsvarotās hromosomu aberācijas –

ģenētiskais materiāls palielinās vai samazinās• Delēcijas – ģenētiskā materiāla zudums

*hromosomu aberācijas – neauglības un spontāno abortu iemesls

Delēcijas

Sekas: atkarībā no zaudētās hromosomas apgabala un gēnu satura tajā.*terminālas delēcijas*intersticiālas delēcijas

http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/illustrations/chromosomaldeletion

Y hromosomas mikrodelēcijas

• Ģenētiskais pamatojums vīriešu neauglībai• Klīniski izpaužas kā:1.Oligozoospermija - nepietiekams spermatozoīdu

skaits ejakulātā (koncentrācija > par 20 milj/ml).;2.Azoospermija - pilnīgs spermatozoīdu trūkums

ejakulātā.6 – 16% azoospermijas gadījumā4 – 5,8% smagas oligozoospermijas gadījumā

NeauglībaNEAUGLĪBAS cēloņi:1.Dažādas patoloģiskas pārmaiņas dzimumorgānos; 2.Arī citu orgānu, īpaši iekšējās sekrēcijas dziedzeru darbības traucējumu gadījumā;3.Ģenētiska predisponētība.

Vīrieša NEAUGLĪBA var radīt:1. Oligozoospermija – samazināts samazināts spermatozīdu daudzums ejakulātā;

2. Azoospermija – pilnīgs spermatozoīdu trūkums, kas var būt saistīts ar - sēklinieku un priekšdziedzera darbības traucējumiem – īstā azoospermija; -vai sēklas izvadceļu nosprostojums – neīstā jeb obstruktīvā azoospermija.

Īstā iedzimtā azoospermija - parasti rodas abpusējas sēklinieku aiztures gadījumā, īstā iegūtā azoospermija var rasties pēc prostatīta, STI pārslimošanas, traumām u.c.

http://embryology.med.unsw.edu.au/Notes/week1_3b.htm

Human Seminiferious Tubule - Non-obstructive azoospermia and Obstructive azoospermia (Image: Okada, etal, 2008)

Neauglības diagnostika

• Vispārējas apskates; • Anamnēze;• Hormonu līmeņa analīze asinīs; • Spermograma (ejakulāta analīze);• Dzimumorgānu ultrasonogrāfija; • Molekulārā diagnostika.

Spermogramma (1)

Pirms spermas analīzes nodošanas - atturēties no dzimumdzīves ne mazāk kā 2 un ne vairāk kā 7 dienas;Koncentrācija, tilpums, pHNormā tilpumam jābūt no 2 līdz 7 ml, pH no 7,2 līdz 7,8 - 8. Palielināts pH norāda uz iekaisuma pazīmēm, pazemināts – uz spermas palīgvielu veidošanas patoloģiju, kas var ietekmēt sašķidrināšanos.

Spermogramma (2)

• Normā ejakulātā jābūt 14 vai vairāk % spermatozoīdu ar normālu morfoloģiju.

• Spermatozoīdu daudzums (milj/ml) - ne mazāk par 20 milj/ml;

• Kopējais spermatozoīdu daudzums (milj) - ne mazāk par 40 - 60 milj

1. ekstrahē leikocītu DNS no cilvēka asins paraugu; 2. PCR - pavairo DNS fragmentu; 3. Gēla elektroforēze, lai pārbaudītu, vai DNS sekvence, kas atbilst izvēlētajam marķieri, atrodama izmeklējamajā DNS paraugā.

Y hromosomu mikrodelēciju molekulārā diagnostika:

http://desktopdna.org/

Y hromosomu mikrodelēcijas

• Y hromosomas AZF rajona gēniem ir būtiska nozīme spermatoģenēzē.

• Y hromosomas garā pleca AZFc rajona delēcijas ir biežākais molekulāri ģenētiskais cēlonis smagai vīriešu neauglībai.

• Delēcijas izraisa intrahromosomālas homologas rekombinācijas starp amplikoniem (lieli gandrīz identiski atkārtojumi) atrod 5-10% azoospermijas un smagas oligozoospermijas gadījumos.

http://desktopdna.org/

Y hromosomu mikrodelēcijas

• Homologās rekombinācijas var izraisīt arī dažādas daļējas AZFc rajona delēcijas, taču to nozīme spermatoģenēzes traucējumu gadījumā vēl nav pierādīta.

• Mikrodelēcijas AZFa, AZFb un AZFc apakšrajonos rodas de novo.

• Delēciju pārmantojamība novērojama salīdzinoši reti.

http://desktopdna.org/

Y hromosomas rajoni

http://www.google.lv/imgres?q=y+chromosome+microdeletions&num=10&hl=lv&biw=1366&bih=646&tbm=isch&tbnid=RA9I0iBZyerkbM:&imgrefurl=https://www51.safesecureweb.com/malefertility/diagnosis.html&docid=ubJBLNEehNmsWM&imgurl=https://www51.safesecureweb.com/malefertility/images/microdeletion-analysis.gif&w=400&h=395&ei=zREQT4DTM4jR4QThnLXDAw&zoom=1

http://www.google.lv/imgres?q=y+chromosome+microdeletions&num=10&hl=lv&biw=1366&bih=646&tbm=isch&tbnid=JW5CQ7BnXwGJSM:&imgrefurl=http://www.brazjurol.com.br/marco_2001/Nudell_105_119.htm&docid=53sTJyMX77g58M&imgurl=http://www.brazjurol.com.br/marco_2001/imagens/Nudell_figure_1.gif&w=460&h=510&ei=zREQT4DTM4jR4QThnLXDAw&zoom=1

Bieža Y hromosomas AZF rajona mikrodelēciju un AZFcapakšrajona daļēju delēciju sastopamība vīriešiem no Rietumukrainas ar azoospermiju/oligospermiju.

H. Makukh1, M. Tyrkus1, D. Zastavna1, O. Hnateyko1, S. Gavrylyshyn2;1State institution �Institute of Hereditary Pathology of Academy of MedicalScience of Ukraine�, Lviv, Ukraine, 2Prycarpatian Center of HumanReproductions,, Ivano-Frankivsk, Ukraine.

Pētījuma mērķis - noteikt Y hromosomas AZF rajona mikrodelēciju un AZFc apakšrajona daļēju delēciju biežumu vīriešiem no Ukrainas ar ideopātisku azoospermiju/oligospermiju.

Pētījuma metodes (1)•DNS paraugi tika izolēti, izmantojot salting out metodi.•Y hromosomas AZF rajona mikrodelēcijas un par AZFc apakšrajona daļējas delēcijas tika atkārtoti analizētas izmantojot PCR.

Pētījuma metodes (2)

• Pētījumā tika iekļauti 200 vīrieši ar idiopātisku neauglību (100 ar azoospermiju un 100 smagu oligospermija) un 100 izlases kārtā izvēlēti auglīgi vīrieši kontroles grupā.

• Visi ar kariotipu 46, XY no valsts rietumu reģiona Ukrainā.

Rezultāti (1)

AZF mikrodelēcijas tika konstatētas: 13,0% vīriešiem ar azoospermiju (p = 0,0001) un 8,0% (p = 0,004), vīriešiem ar smagu oligozoospermiju.

AZFa rajona delēcija - vienam vīrietim (4,8%), AZFb – 3 vīriešiem (14.3%), AZFb + c – 7 vīriešiem (33,3%), AZFc - 10 vīriešiem (47,6)

Visbiežāk novēroja izmaiņas tieši AZFc rajonā.

Rezultāti (2)

Daļējas AZFc subreģiona delēcijas analīzes rezultātā:2,5% vīriešu (galvenokārt ar oligospermiju) tika atklāta Y hromosomas AZFc rajona gr/gr delēcijas esamība, 4,5% vīriešu (3 ar aspermiju un 6 ar oligoastenoteratospermiju) Y hromosomas AZFc rajona b2/b3 delēcija; 1,0% pacientu - sY1291 lokusa zudumus.

Līdzīgi pētījumi (1)Y hromosomas AZF mikrodelēciju un AZFc rajona daļēju delēciju biežums starp Marokā dzīvojošiem vīriešiem.

Laila Imken1, Brahim El Houate1, Abdelaziz Chafik2, Halima Nahili1, Redouane Boulouiz1, Omar Abidi1, Elbakkay Chadli1, Noureddine Louanjli3, Abdelouhab Elfath3, Mohammed Hassar1, Ken McElreavey4, Abdelhamid Barakat1 and Hassan Rouba11Human Genetic and Cytogenetic Unit, Research Department, Pasteur Institute of Morocco, Ezzahraoui 20100 Casablanca, Morocco 2Laboratory of Anthropogenetic and Biostatistic, University Chouaib Doukkali, 299 Eljadida 24000, Morocco 3In Vitro Fecondation Center, 40 Rue Prince Moulay Abedelah 20 000, Casablanca, Morocco 4Reproduction, Fertility and Population Unit, Developmental Biology Department, Pasteur Institute, 25 Rue Docteur Roux, Paris, France

Pētījuma mērķis: Izvērtētu Y hromosomu mikrodelēciju un AZFc apakšrajona daļējo delēciju biežums Marokā dzīvojošiem vīriešiem. Kā arī apspriest AZF delēciju klīnisko nozīmi.

Rezultāti (1)

1. Starp 127 vīriešiem, kas piedalījās pētījumā: - 4 indivīdiem tika atklātas mikrodelēcijas: - 2 vīriešiem AZFc delēcija un

- AZFb+AZFc delēcijas pārējiem vīriešiem.2. Visas delēcijas tika atklātas vīriešiem ar

azoospermiju (4/48, 8.33%)3. Kopējais AZFc delēciju biežums bija mazs –

4/127, 3.15%)4. AZF mikrodelēcijas netika novērotas kontroles

grupai.

Rezultāti (2)

1. Daļējas AZFc rajona (gr/gr) tika novērotas:- 7 no 149 vīriešiem ar neauglību (7/149, 4.70%);- 7 no 176 vīriešiem no kontroles grupas (7/176, 3.89%)2.AZFc rajona b2/b3 delēcijas tika identificētas - - 2 vīriešiem ar azoospermiju (2/149, 1.34%);- kontroles grupā šo mutāciju nenovēroja.

Secinājumi

Pētījuma rezultāti liecina, ka Y hromosomas AZF mikrodelēciju biežāk sastopamas vīriešiem ar smagiem spermatoģenēzes traucējumiem, turklāt gr/gr delēcijas nav saistītas ar spermatoģenēzes traucējumiem.

http://www.nature.com/aja/journal/v9/n5/abs/aja200781a.html

Līdzīgi pētījumi (2)Y hromosomas AZFc rajona delēciju saistība ar spermatoģenēzes traucējumiem un vīriešu neauglību.

Ferlin A, Tessari A, Ganz F, Marchina E, Barlati S, Garolla A, Engl B, Foresta C. SourceCentre for Male Gamete Cryopreservation, Department of Histology, Microbiology, and Medical Biotechnologies, University of Padova, Padova, Italy.

Pētījuma mērķis: šajā pētījumā mēs analizējām AZFc delēciju izplatību un raksturojumu un ar to saistību ar spermatoģenēzes traucējumiem.

Metodes: Pētījumā piedalījās 337 neauglīgi vīrieši ar dažādiem spermatoģenēzes traucējumiem un 263 auglīgus vīriešiem ar normozoospermiju.

Rezultāti:•Tika identificēti 18 gadījumi (18/337, 5.3%) ar daļējām AZFc delēcijām neauglīgo vīriešu grupā un 1 gadījumā kontroles grupā (1/263, 0.4%).•17 AZFc "gr / gr" delēcija•1 AZFc "b2/b3" delēcija;•1 de novo B3 un B4 amplikonu delēcija;. •Daļēju AZFc delēciju saistītas ar dažādiem spermatoģenēzes fenotipiem - sākot no pilnīgas azoospermija tikai mēreni oligozoospermia.

Secinājumi:•Veiktais pētījums par par DAZ gēna kopijām liecina, ka delēciju nozīme vīriešu neauglības izraisīšanā ir atkarīga no tās novietojuma.•DAZ1/DAZ2 delēcijas saistītas ar spermatoģenēzes traucējumiem;•DAZ3/DAZ4 delēcijas – neliela vai nekāda ietekme uz spermatoģenēzi .•Dati liecina, ka ietekme uz spermatoģenēzi ir gan pilnīgai AZFc delēcijai - neauglība,•Gan daļējai AZFc delēcijām – riska faktors neauglības attīstībā.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15744033

Secinājumi (1)

• Daudzu pētījumu rezultāti parādījuši, ka AZF rajonu delēcijas ir vīriešu neauglības ģenētiskai pamatojums (visās entiskajās grupās), ko raksturo azoospermija vai smaga oligozoospermija.

• Visbiežāk novēroja izmaiņas tieši AZFc rajonā (nozīme delētajam rajonam);

• Azoospermijas gadījumā vīriešiem novēro visas – AZFa, b, c delēcija;

• Delēcijas parasti rodas de novo, pārmantojamība novērojama reti.

Secinājumi (2)

• Šīs delēcija iespējams nodot pēcnācējiem ar Ekstrakorporālā („mākslīgā”) apaugļošana metodēm:

1.intracitoplazmatiskās injekcijas olšūnā (ICSI) u2.In vitro (ārpusķermeņa) apaugļošana (IVF)• Mikroķirurģiskās operācijas spermatozoīdu

iegūšanai no sēkliniekiem un sēklinieku piedēkļiem piedēkļu audiem (TESE, TESA, MESA).

Izmantotā literatūra• http://ghr.nlm.nih.gov/chromosome/Y• http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/S/SexChromosomes.html• http://www.nature.com/aja/journal/v9/n5/abs/aja200781a.html• http://bio3400.nicerweb.com/Locked/media/ch07/Y_chromosome.html• http://hg.wustl.edu/hdk_lab_manual/dna/dna2.html• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15744033• http://embryology.med.unsw.edu.au/Notes/week1_3b.htm• http://hmg.oxfordjournals.org/content/5/7/933.long• http://www.revdi.lv/lat/zabolevanija/manhealth/manex/• http://humrep.oxfordjournals.org/content/16/3/402.full• http://www.medicina.lv/lat/second4.php?page=katalog&id=2389&D1=1&D2=6• http://www.egv.lv/lv/page/embriologija/spermas-analize• http://www.neslimo.lv/pme/?name=neaugliba

http://reprosource.com/semen-quality-research/

Paldies!