Синдром Ретта: роль инактивации хромосомы X, общие сведения
Изучения особенностей инактивации хромосомы X показали, что значительное количество детей с синдромом Ретта (RTT) имеют неравную Х- инактивацию ( Krepeschi et al.,1998 ). Было показано, что у девочек с RTT и неравной Х-инактивацией преимущественно инактивирована отцовская хромосома X ( Camus и др. 1996 ). Это коррелирует с тем, что мутации гена МЕСР2 в большинстве случаев локализованы на отцовской хромосоме X ( Trappe et al., 2001 ).
Имеется ряд работ, свидетельствующих о том, что определенное число матерей девочек с RTT являются асимптоматическими носителями мутаций гена МЕСР2 , у которых пораженная хромосома X полностью инактивирована ( Wan et al., 1999 ; Amir et al., 2000b ; Bienvenu et al., 2000 ; Villard et al., 2000 ; Hoffbuhr et al., 2001 ). Но поскольку семейные случаи RTT составляют около 1%, данный феномен не является характерным для RTT в целом ( Schanen, 1999 , ( Villard и др., 2001 ). Исследование особенностей Х-инактивации показало, что все пробанды и 6 из 8-ми матерей имели полностью неравную Х-инактивацию. Во всех случаях была активна отцовская хромосома X. Анализ сцепления показал, что причина или предполагаемый ген сдвига инактивации в данном случае связаны с участком Xq27.3-Xq28, хотя показатели лод-балла были не значительными (1,5) для подтверждения сцепления. Анализ гена FMR1 , ответственного за синдром FRAXA (самое частое Х-сцепленное заболевание) и локализованного в данном участке, не выявил экспансии (ЦГГ)n повторов. Авторы предположили, что семейные случаи RTT происходят за счет присутствия некоего локуса на хромосоме X, неподверженного процессу Х- инактивации или за счет того, что у женщин-носительниц мутаций имеется полная транскрипционная инактивация одной из родительских хромосом X. Следует отметить, что данных о полностью неравной X-инактивации в семейных случаях RTT немного по причине исключительно малой их частоты, в связи с чем экспериментальный анализ и объяснение данного феномена затруднены.
Существует гипотеза о том, что клетки, в которых активна хромосома X с мутированным геном, являются менее жизнеспособными по сравнению с теми, в которых мутированный ген хромосомы X не экспрессируется. В результате чего, у матери и ребенка может быть одинаковая мутация, причем мать не проявляет никаких фенотипических признаков болезни ( Puck, Willard, 1998 ). Несмотря на то, что у детей с RTT наблюдается в некоторых исследованиях повышенное число индивидуумов с неравной Х-инактивацией, количество девочек с равной Х-инактивацией практически всегда преобладает ( Shahbazian et al., 2002 ). Помимо этого, мутации гена МЕСР2 , приводящие к неврологическим нарушениям и умственной отсталости у мальчиков, очень часто присутствуют у их матерей и сестер с равной Х-инактивацией ( Moog et al., 2003 ). В обзоре Shahbazian, Zoghbi (2002) на основе анализа опубликованных данных об особенностях X-инактивации при RTT, делается вывод о случайном характере Х-инактивации у детей с RTT.
Базируясь на данных о том, что Х-инактивация может быть тканеспецифична ( Gale et al., 1994 ) и ген МЕСР2 играет важную роль в развитии центральной нервной системы , группа исследователей изучила особенности Х-инактивации на 10 постмортальных образцах мозговой ткани больных RTT ( Shahbazian с соавторами, 2002) . Была обнаружена равная инактивация хромосомы X во всех образцах. Авторы предполагают, что в нейронах головного мозга Х-инактивация может значительно отличаться от X-инактивации, определяемой в лимфоцитах периферической крови. Но, поскольку сравнительного анализа разных тканей проделано не было, этот вывод представляется необоснованным. В этой работе, исходя из ранее полученных результатов, приведены суммарные данные о детях с RTT, имевших значительный сдвиг Х-инактивации. Из 201 описанного случая в 38 (19%) был определен значительный сдвиг Х-инактивации. В контексте общего числа детей с неравной Х-инактивацией обсуждается вероятность ее смещения против непораженной хромосомы X. Но, как отмечается, большинство исследований было проделано до открытия гена-регулятора МЕСР2, ответственного за RTT, в связи с чем, данный феномен охарактеризовать крайне сложно. Тем не менее, был обнаружен сдвиг 80:20 ( Siriani et al., 1998 ) и 99:1 ( Amir et al., 2000б ) против хромосомы X без мутации. Таким образом, можно сказать, что Х-инактивация не всегда селективно инактивирует хромосому X с мутацией. Также нельзя исключить возможность, что при RTT в нейронах головного мозга мутированный ген МЕСР2 за счет равной Х-инактивации экспрессируется в большей степени, чем в других тканях.
При изучении особенностей репликации хромосомы X (одной из основных характеристик неактивной хромосомы X является поздняя репликация в S фазе деления клетки) было выявлено, что у всех больных RTT обнаружен особый вариант поздно реплицирующейся хромосомы X (тип С), не встречавшийся в контрольной группе. В связи с чем, было выдвинуто предположение, что тип С возник за счет нарушения последовательности репликации и, таким образом, гены, которые активны при других типах репликации, в этой аномальной хромосоме X инактивируются ( Martinho et al., 1990 ). Впоследствии, эти данные были подтверждены и определены критические участки хромосомы X при поздней репликации: Хр12, Xq21, Xq23, Xq25, Xq27 ( Vorsanova et al., 1996 ; Ворсанова и др., 1998 ). В связи с этим, была выдвинута гипотеза о том, что RTT является уникальным заболеванием, вызванным мутациями в генах неактивной хромосомы X, регулирующих репликацию и транскрипцию. В поддержку данной гипотезы свидетельствует тот факт, что у детей с RTT обнаружен тип репликации (тип С), который не определяется в контрольной группе ( Martinho et al., 1990 ; Kormann-Bertolotto et al., 1992 ; Vorsanova et al., 1996 ). Эти данные показывают, что определенные участки неактивной хромосомы X могут быть подвержены аномально ранней репликации в S фазе и оставаться активными в ходе клеточного цикла, за счет чего увеличивается экспрессия генов хромосомы X, что в свою очередь приводит к характерным аномалиям при RTT ( Ворсанова и др., 1999а ). Молекулярно- цитогенетические исследования показали асинхронную репликацию большинства участков хромосомы X, тогда как участок Xq28 и непосредственно ген МЕСР2 демонстрировали синхронную репликацию. В связи с чем, была предложена гипотеза о том, что ген МЕСР2 в некоторых клетках не подвержен Х-инактивации, что приводит к компенсации экспрессии мутированного гена МЕСР2 ( Vorsanova et al., 2001a ). Данный феномен в настоящее время находит широкое применение в диагностической практике. Поскольку тип поздней репликации наблюдается почти у 90% девочек с RTT, а мутации гена МЕСР2 обнаруживаются у 65-90% детей, то изучение типа репликации представляется в некоторых случаях даже более эффективным с точки зрения диагностики RTT, чем анализ мутаций ( Ворсанова и др., 1999а ; Юров, Ворсанова, 2001 ; Vorsanova et al., 2001a ).
