Структурно-функциональный полиморфизм хромосомы в пре- и постнатальном развитии человека

Назаренко, Сергей Андреевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Структурно-функциональный полиморфизм хромосомы в пре- и постнатальном развитии человека
ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Структурно-функциональный полиморфизм хромосомы в пре- и постнатальном развитии человека"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК МЕДНКО-ГЕНЕТНЧЕСШ ШЧШ ЦЕНТР

На праиах рукописи УДК 575.113:570.310:531

НАЗАРЕНКО Сергей Андреевич

стриитшчш-оинкцконллши полиморфизм хрояоеоа

В ПРЕ- И ПОСТНАТАЛЫШМ РАЗВИТИИ ЧЕЛОВЕКА 03.00.15 - генетика

Автореферат диссертации на сонсканио ученой степени донора биологических наук

Москва - 1992

Работа выполнена о НИН медицина зй генетики Тоиского научного центра РАИН

Нацчние консультанты: акадекик РАШ1 Н.П.Бочкоо

доктор медицинских наук, профессор В.П.Пузырей

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТИ:

доктор медицинских паян В.А.Бахарео

доктор медицинских наук, профессор II.П.Килевое

доктор биологических наук ¡З.Б.Ероп

ВЕЛ'ДЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ; Институт обцей генетики ии. Н.И.Вавилова РАН

Завита диссертации состоится "___"________1992 г.- о___час.

на заседании епецналиэирооанного Совета (Д 001.10.01) иедико-гопо-тического научного центра РА1Ш по адресу: 115470, Москва, цл. Еос-кворичье, д. 1.

С диссертацией ио&ио познакомиться п библиотеке Центра

Автореферат разослан .1992 г.

Учений секретарь специализированного Совета, доктор биологических наци

Л.Ф.Курило

ОБДАЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

■ — Актуальность -проблем». Биологический смысл хромосомного полиморфизма, а том числа и его значение в индивидуальном развитии организма, остается неясным [Захаров, Цонева, 1982; Прокофьева-Бель-говская, 19861, Известно, что в основе ме неиндивидуальной вариабельности морфологии хромосом лежит изменчивость гетерохроматических районов (ГР), построенных из многократно повторяющихся простых нук-леотидных последовательностей. Геном человека содержит не менее 30% ДНК о повторяющимися последовательностями и около ЮХ этой ДНК является високоповторяшейся. Как влияют на клетки и организм в целом крупные количественные изменения в содержании этой высокоповторяь> сдайся ДНК в геноме? Является ли эта ДНК действительно "эгоистичег; кой", согласно гипотезе некоторых авторов COrcel. Crick, 19b'_., Doolittlo, Sapienza, 1380]? Обладает ли структурный полиморфизм хромосом определенной селективной ценностью, как в пре-,, так в постнатальном периодах онтогенеза человека? По этим вопросам в литературе имеются довольно противоречивые сведения. Практически все работы, посвященные исследованию возможного селективного эффекта полиморфизма хромосом, выявляемого С-окраской, выполнены на хромосомах лимфоцитов периферической крови супружеских пар с повторными спонтанными абортами (Цветкова, 1980; Каретникова, 1981]. Однако прямые исследования полиморфных районов хромосом в пренатальном периоде развития человека в сочетании со сравнительным анализом разных типов хромосомного полиморфизма у спонтанных (самопроизвольных) и медицинских (искусственных) абортусов в литературе отсутствуют.

До настоящего времени остается, неясной значимость разных типов хромосомного полиморфизма и в постнатальном онтогенезе человека. В литературе имеются ограниченные и противоречивые данные по частотным характеристикам отдельных вариантов хромосом в разных возрастных группах и фенотипическим эффектам Q- и С-полиморфизмз хромосом [Микельсаар, 1079; Подугольникова, Блюмина, 1982; Круминя, 1989).

Известно, что Фушшдональный полиморфизм хромосом, выявляемый окраской методом серебрения, связан с различной степенью экспрессии риОосомных генов в'ядрышкообразуювдх районах (ЯОР) акроцентрнческих хромосом. Однако вклад этого типа хромосомного полиморфизма в пре-натальную гибель эмбрионов и плодов, постнаталыюе развитие орга-

низма и адаптивные способности инт^вида до насгоясзго вромот: еад не исследован. Работы в этом направлении только начинаются [Ляпунова, 1990].

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в комплексном исследовании роли различных типов хромосомного полиморфизма в норме и патологии пре- V! постнатального периодов развития человека. Для достижения поставленной цели бы. поставлены следующее задачи:

1. Изучить С-полиморфизм хромосом у лиц с патологией гамотоге-кеоа и индивидов с нормальной фертильностью.

£.' Исследовать селективную роль хромосомного полиморфизма в ■пренатальном периоде онтогенеза человека путем сравнительного анализа разных типов хромосомных вариантов у спонтанных и медицинских абортусов с нормальным карлотипом.

3. Изучить структурно-функциональный полиморфизм хромосом у эмбрионов и плодов с хромосомным дисбалансом.

4. Оценить возможности онтогенетического исследования абортируемого материала с целью прогнова состояния здоровья матери и потомства

5. Провести популяционно-цитогенетическое обследование вдоро-вых лиц с целью анализа распространенности трох типов хрошссшого полиморфизма (0-, С- и Аг-МОЙ) в разных возрастных группах.

6. Изучить связь разных типов хромосомного полиморфизма"(4-, С- и Ад-ИСЖ) с фснотипической изменчивостью адаптивно значимых количественных морфофизиологичзскпх признаков.

Исследование предпринято в соответствии с заданием научно-технической программы 0. 69.07, утверэденной ГШГГ при Совете Министров СССР и рекомендациями Научного Совета по медицинской генетике АМН СССР (1986-1990 гг. )..

Научная новизна. В работе впервыэ получены данные по структурно-Функциональному полиморфизму хромосом у спонтанных и медицинских абортусов. Мзкду изученными группами зародышей не установлено различий по величине С-сегментов хромосом 1, 9, 16 и У, частоте экстремальных вариантов, частичных и полных инверсий С-гетерохроматиновых блоков, что свидетельствует об отсутствии селегаивной ценности данных параметров структурного полиморфизма хромосом, по крайней мере у эмбрионов более 6 недель беременности. У спонтанно абортиро-

ваннкл анеуплоидных эмбрионов обнаружено статистически значимое, увеличение размеров С-сегмэнтов хромосом 1, 9 и 16 по сравнению с контрольной группой медицинских абортусов, что может свидетельствовать о том, что увеличенные ГР могут выступать в качестве фактора риска нерасхокдения хромосом в мейозе.

Показано, что полиморфные районы хромосом, выявляемые С-окрас-кой, не связаны с патологией сперматогенеза у стерильных мужчин с азооспермией, за исключением гетерохроматинового района хромосомы 9, увеличенного у больных по сравнению с контрольными Фертильньми мужчинами. Предполагается генетическая активность данного района в мэйозе, при формировании половых клеток.

Установлено, что полиморфные варианты ЯОР обнаруживают повы-и'знную функциональную активность у спонтанных абортусов с нормальным кариотипсм по сравнению с медицинскими. Отмечена большая выраженность этого явления у абортусов женского пола. Показано, что Фе-* номен повышенной активности ЯОР может. проявляться за счет всех яд-рыжсюбразуккж хромосом набора

Предложено проводить цитогенетический анализ абортируемого материала при двух формах патологии беременности - пузырном заносе и неразЕИвак&эйся беременности. Отмечено, что разные типы хромосомного полиморфизма (Q-, С-, A3-NOR) можно использовать в качестве генетических маркеров для идентификации в клетках кистоэно измененного хориона родительского происхождения хромосом и диагностики различных форм пузырного заноса

Показано, что в постнатальном периоде развития имеется слабое снижение среднего числа Q-сегментов на индивида с возрастом и относительная стабильность вариантов С-полиморфизма хромосом. Отмечено более конденсированное - состояние хромосом в пренаталыюм периоде развития, по сравнению с постнатальным. В старших возрастных группах обнаружив меньшая суммарная функциональная активность ЯОР и более высокая активность рибосомных генов в пренаталыюм периоде онтогенеза

Показано, что вариабельность Q- и С-полиморфных районов хромосом не обнаруживает тесной взаимосвязи с изменчивостью большинства из исследованных морфофизиологических признаков организма и, следовательно, не участвует в формировании генетической компоненты изменчивости этих признаков, по крайней мере в заметной степени. В

- б -

связи с этим можно предполагать незначительную вероятность отбора по указанным вариантам хромосомного полиморфизма в постнатальном онтогенезе.

Впервые у человека описано явление . генетического дрейфа на хромосомном уровне. В небольшой относительно изолированной популяции северных хантов обнаружена высокая частота маркерной У-хромосо-мы с субтотальной делецией гетерохроматинового -блока. С использованием этой модели показана возможность слабого модифицирующего влияния ГР на нормальное течение морфогенетических процессов.

Обнаружено существование полового диморфизма в отношении овяеи 'функционального полиморфизма хромосом с некоторыми морфофиэиологи-• ческими признаками: наличие такой взаимосвязи у лиц женского пола и отсутствие ее у мужчин.

Практическая ценность. Полученные данные по структурно-функциональному полиморфизму хромосом в пре- и постнатальном периодах развития человека необходимы для понимания роли полиморфных районов хромосом на различных этапах онтогенеза человека. Отсутствие селективной ценности ГР в пренаталыгам онтогенезе, позволяет уточнить показания к цитогенетическому обследованию больных. При медико-генетическом консультировании пробандов с вариантами структурного полиморфизма хромосом нет необходимости применения методов пренаталь-' ной диагностики этих вариантов. Повышенная активкооть рибосомных генов у. спонтанных абортусов с нормальным кариотипом ориентирует на дальнейший поиск механизмов данного явления.

Внедрение в клиническую практику цитогенетического анализа абортируемого материала в случае подозрения на пузырный занос и неразвивающуюся беременность позволит улучшить диагностику и прогноз состояния едоровья матери и потомства. Эти данные послужили основой для издания Министерством здравоохранения СССР в 1090 г, методических рекомендаций "Цитогенетическое исследование абортируемого материала с целью прогноза состояния здоровья матери и потомства".

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены в виде докладов и стендовых сообщений на V Всесоюзном симпозиуме ")>(олекулярные механизмы генетических процессов (Москва, 1983); на I и II Всесоюзных съевдах Научного общества медицинских генетиков (Киев, 1984; Алма-Ата, 1900); на Всесоюзном симпозиуме "Актуальные вопросы профилактики наследственных болезней" (Вильнюс,

1986); на IV Всесоюзной конференции "Адаптация человека к клима. то-географическим условиям и первичная профилактика" (Новосибирск. 1986); на I болгаро-советском симпозиуме "Организация, проблемы и достижения медико-генетического консультирования" в Болгарии ('Варна, 1987); на V съезде ВОГиС'им. а И. Вави.' -ва (Москва, 1987); на I съезде медицинских генетиков Украины (Льеоз, 1983); на Всесоюзной конференции "Хромосому человека в норме и патологии" ' (Москва, 1088); на 21 симпозиума по цитогенетике Чехословацкого общества медицинских генетиков (Прага, 1988); на I республиканской конференции медицинских генетиков Таджикистана (Дуканбе, 1939); на I итоговой конференции НИИ медицинской генетики ТКЦ АМН СССР (Томск, 1989); на ыеялабораторном семинаре в медико-генетическом научном центре РАМН (Москва, 1992).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, результатов собственных исследований с обсуждением по разделам, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Диссертация изломана на 254 страницах текста содеркгг 54 таблицы и 10 рисунков. Список литературы включает 350 источников, из них 96 отечественных и 264 зарубежных.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 работ в отечественных и зарубежных изданиях.

Положения, выносимые на закиту:

1. Отсутствие селективной ценности вариантов структурного полиморфизма хромосом человека (величины С-сегментов, экстремальных вариантов С-полиморфизма хромосом, частичных и полных инверсий С-гетерохроматиновых блоков) у эмбрионов более б недель беременности.

2. Увеличение ■ Функциональной активности ЯОР хромосом фибро-бластов спонтанных абортусов с нормальные кариотипом по/сравнению о активностью рибосомных генов у медицинских абортусов.

3. Показания к проведению онтогенетического анализа абортируемого материала - пузырный занос и неразвивающаяся беременность.

4. Возможность генетического дрейфа экстремальных хромосомных вариантов в популяциях.

5. Относительная стабильность частот вариантов структурного полиморфизма хромосом в разных возрастных группах; меньоая функциональная активность ЯОР в старших возрастных группах.

6. Отсутствие тесной взаимосвязи вариабельности структурного хромосомного полиморфизма о изменчивостью количественных морфофизиологических признаков организма; половой диморфизм связи функционального полиморфизма хромосом с изменчивостью данных признаков,

I. ХРОМОСОМНЫЕ АНОМАЛШ И ПОЛИМОРФИЗМ ХРШОСОУ В ПРИСАТАЛЫЮЫ ПЕРИОДЕ РАЗВИТИЯ «ШЮЗЫСА

Патг.юрфщм хрокюсоы в патологии гаметогеказа м Сссплогзах.

Числовые и структурные мутации хромосом играют существенную роль в патологии гаметогенеза и этиологии стерильности у человека. Согласно нашим данным, полученным на выборке из 260 стерильных мужчин Томской области, частота хромосомной патологии в группо лиц с данной патологией составляет 12,ЗХ, а частота аномалий гоносои и ауто-сом. - 10,1 и 2,2% соответственно. В то .«е время роль хромосомного полиморфизма, в частности вариабельности ГР в патологии гаметогене-ва не ясна.

Нами проведено исследование С-окрашенных хромосом лимфоцитов периферической крови у 50 мужчин с азооспермией и 60 контрольных фэртильных лиц мужского пола из нормальной популяции в воэраоте от 23 до 36 лет. Диагностику азооспермии осуществляли путем микроскопического исследования эякулята. Кмдив^ы с числовыми и структурными мутациями хромосом не включались в исследование,

С целью прямого количественного анализа размеров хромосом и их участков метафазные пластинки с помощью микротелевизионной камеры, состыкованной с микроскопом, выводились на экран монитора при 'общем увеличении в 5530 раз. Для измерения хромосом использовали штангенциркуль с ценой деления 0,1 м>:, повторяя каждое измерение по & раз, с последующим переводом результатов измерений в мкм. Гоммог.мчиьа хромосомы исследовали раздельно, условно выделяя хромосому о большим и. меньшим гетерохроматиновым блоком. Абсолютные размеры С-сег-ментов хромосом 1, 9, 16 и У определяли в метафазах с длиной хромосомы 2 от 6,5 до 8,6 мкм, чем достигалась стандартизация степени спирализации хромосом [Акопян о соавт,, 1987]. Нами -было показано, что данный способ измерения хромосом с экрана мог тора обладает несомненными преимуществами по сравнению с традиционными методами количественного анализа С-сегментов о фотонегативов СПодугольникова с

соавт., 1979; Balicek et al., 19783 в связи с меньшей трудоем-* костью, экономией фотоматериалов и хорошей воспроизводимостью результатов измерений, достаточной для популяционных исследований.

Степень спирализации хромосом в обеих группах обследованных лиц была очень близка, Тс^> как величина реперной хро^усомы 2 составила 7,44+0,04 и 7,'47+0,04 мкм в опытной и контрольной группах соответственно (Р>0,60). За экстремальные варианты принимали С-сег-менты, величина которых выходила эа пределы двух стандартных отклонений (Х+2СГ). в зависимости от разницы в величине гомологичных хромосом выделяли 3 степени гетероморфизма гомологов - 20, 25 и 30%-ный [Киви, Микельсаар, 19813.

При анализе распределения длины С-сегментов в выборках из 100 хромосом 1, 9, 16 и 50 Y-хромосом (рис. 1) отмечается близкое сходство кривых распределения этих величин в контрольной и опытной группах лиц по 1, 16 и Y-хромосомам (P>0,10).'no хромосоме 9 наблю-* дается заметное смещение кривой распределения частот в сторону преобладания более крупных С-блоков В'опытной группе лиц (Р<0,025). По частоте гетероморфизма гомологичных хромосом 1, 9 и 16 статистически значимых различий между группами не обнаружено. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что мужчины с азооспермией имеют более крупные блоки С-гетерохроматина на хромосоме 9, по сравнению с контрольными фертильными лицами.

Исследованию связи С-полиморфизма хромосом со стерильностью, преимущественно при мужским бесплодии, посвящено незначительное число работ [Boue et al., 1975; Hamer et al., 1981; Elben et al., 1987; Vargas et al., 1989], однако ни в одной из них авторы не применяли строго количественный учет величины С-сегментов. Роль гетерохроматиновых ■ районов-хромосом в мейозе в период формирования половых клеток еще не ясна, однако- некоторые литературные данные свидетельствуют о том, что именно ГР хромосомы 9 во время меПоза обладает определенной функциональной активностью (Hun^erford et al, 1972; Stahl et al., 1975). С точки зрения Fitzgerald (1973), 9qn+ номэт оказывать неблагоприятный эффект на нормальный гомолог и приводить к возникновению неразвивающихся гамет. С другой стороны, 'возможно, что не только структурные хромосомные аберрации, но и полиморфизм хромосом, приводящий и наличию неспареяних аутосомных сегментов в мейозе с их последующей ассоциацией с ХУ-бивалентом,

Рис. 1. Распределение длины С-сегментов хромосом 1,9,16 и У у лиц с азооспермией (пунктирная линия) и контрольных фертильных индивидов мужского пола (сплошная линия). По оси абсцисс -длина С-сегментов в мкм; по оси ординат - число' индивидов.

может играть существенную роль в этиологии мужской стерильности СКозепггалп et а1. ,'1985). Однако возможно и другое объяснение гибели половых клеток вследствие нарушения мейотического спаривания гомологов: асинапсис некоторых аутосомных сегментов может явиться непосредственной причиной дегенерации сперматоцитов, без решающей роли ХУ полового бивалента В этом процессе [ОаЬпеЫ&эЬег еЬ а1., 19863.

Хромосомны» аномалии у спонтанных и медицинских аОортусов. Нами, с 1986 по 1990 гг., проведено Оевотборное культивирование и получены препараты хромосом от 221 спонтанного вбортуса 5-22 недель

Таблица 1 Аномалии кариотипа у спонтанных абортусов в Томской популяции

1 1 | Шносомии | Трисомии ) 1 1 Структурные | 1 1 Полиплоидия |Пузырный 1

145, X - Б 47,XX,+2 - 1 45.ХХ, t(l;10) -1 69, XXX - 5 46, XX, pat|

|45,Х/90, XX 47,XX,+8 : 2 46,XX,t(15;16) -1 69,XXY - б - 4 |

| - 1 47.XY.+10 - 1 4б,Х, Yos - 1 70,XXX,+21 - 1 |

| 47, XX,+13 - 3 46 XY/46,XY,dell8 46, ХХ/92, ХХХХ-4 |

| 47,XX,+14 - 1 - 1 46,XY/^2,XXYY-1 |

1 47.XY.+15 - 1

| 47, XX,+16 - 4

| 47, XX,+21 - 3

| 47,XY,+21 - 1

| 48, XY,+22 - 1

| 48,XY,+7,+10 - 1

| 48,XY,+8,+15 - 1

|Всего(%) 11,8 39, 1 2 7,8 33,3 7,8 | |

беременности и бб медицинских абортусов 6-13 недель беременности.

В результате цитогенетического исследования 56 искусственных абортусов было выявлено 2 эмбриона (3,6%) с аномальным кариотипом (47,XV,+21 и 46,XYqs). По данным литературы, уровень хромосомных аномалий у медицинских абортусов колеблется от 1,5 до 7,1% [Yamaro-to et al. , 1975; Vatanabe, 1084; Ohara et al. , 1986].

Данные, полученные при обследовании 221 спонтанного абортуса Томской популяции (табл. 1) показали, что частота хромосомных аномалий в этой группе составляет 23,1%. Если из группы спонтанных абортусов выделить неразвивающуюся беременность (52 случая), то частота хромосомных аномалий в этой Еыборке возрастает до 44,2%. Соотнесение абортусов I и II триместров в собственном материале составило 72%: 28%, что вполне соответствует их популяционному соотношению, оцениваемому в пределах 70-80% : 30-20% [Shapiro et al., 1962; Ruzicka et al, 19703. Наши результаты являются первыми в ази-

- 12 -/

атской части России и существенно не отличается по обшэй частоте хромосомных аномалий, обнаруженной у спонтанных абортусов в двух других сериях'отечественных исследований Кулиева (1976) и Головачева (1983), проведенных на Московской и Ленинградской популяциях, В то же время они заметна кике расчетных значений частоты хромосомных аномалий у абортусов в I - И триместрах беременности, полученных... Кулешовым (1979). Частота аутосомных трисомий в нашей выборке нижа, а полиплоидии - выше, чем в Европейских популяциях Росоии.

Соотношение полов (оцениваемое по соотношению кариотипов 46,XY /46,XX) у 56 медицинских абортусов в нашем материале составило 1,64, что соответствует данным литературы о том, что у искусственных абортусов I триместра беременности оно сдвинуто в сторону преобладания мужского пола и колеблется от 1,00 до 1,60 [Бочков, Кост-рова, 1971; Головачев, 1983; Yamomoto et al., 1977L Однако оно достоверно не ' отличается (Р>0,05) от теоэтически ожидаемого соотношения пслов 1:1.

Среди кариотипически нормальных спонтанных абортусов соотношение полов (при исключении случаев полного пузырного ваноса) составило 0,81 (Р-0,17). При подсчете соотношения полов у спонтанных абортусов представляется важным учитывать не только гариотип эмбрионов, ко и их фенотипические особенности и онтогенетическую стодш до которой дошло развитие плода и его гибель. По нашим данным, соотношение полов у кариотилически нормальных эмбрионов, абортированных в виде зародышевого мешка без развившегося эмбриона, составляет 0,50, что статистически достоверно отличается от соотношения 1:1 (Р. <0,01), а у абортусов с развиьшмся эмбрионом, - 1,06 (Р-0,94)'. Та-, ким образом, наам данные подтверлдакл наличие избытка эмбрионов • женского пола среди рано погибших зародышей, обнаруженном многими авторами при исследовании культур тканей эмбрионов ССагг, 1971; torton et al. , 1988; Hassold et al. , 1980; Pro~ter et al., 1986; Warburton et al. , 1980; Lin et al. , 1985], что обычно связывалось с методическими ошибками и, в частное^', с контаминацией культур тканей плода материнскими ¡тетками.

Важно отметить, что изб jk эмбрионов женского пола был обнаружен в последних работах ряда авторов и при "прямом" анализе хромосом из ворсин хориона у спонтанных абортусов CEiben et al., 1987, 1990; Bartles et al., 1990; Guernerl et al., 1987], что свидетель-

ствует против того, что вышеупомянутая контаминация является основа ной причиной сдвига соотношения полов. Не исключено, что на ранних стадиях развития действительно имеется повышенная вероятность гибели эмбрионов женского пола, одна из причин которой может заключаться в вероятном дефекте инсютивации-реактивации втори.1 Х-хромосомы' женского генома, что приводит в итоге к аномальной функции Х- и, возможно, аутосомных генов и влечет за собой патологию развития. На более поздних стадиях пре-, пери- и неонатального развития эта тенденция сменяете! на противоположную - повышенную смертность эмбрионов и плодов мужского пола, определяемую уже другими механизмам» Г Eiben et al. , 1990; Byrne, Warburton, 1987], что в определенной степени уравновешивает, хотя и не полностью, соотнопеннс полов в сторону незначительного преобладания мужского пола (1,05-1,07), наблюдаемое у новорожденных детей в большинстве попу-, ляций и народов мира.

Стругатрньй ползэ-юрфкзм хромосом: роль во внутрнутрсбисЛ ли и нввынаккваини беременности. В большинстве работ возможное влияние вариабельности ГР хромосом на дифференциальную смертность эмбрионов и плодов косвенно оценивалось при исследовании супружеских пар с привычным спонтанными абортами. Мы впервые провели прямое количественное сопоставление С-полиморфных вариантов хромосом у спонтанных и медицинских абортусов.

Последовали С-окрашенные препараты хромосом эмбриональных фиб- . робластов от 88 спонтанных абортусов с нормальным кариотнпом 5-22 недель беременности и 56 медицинских абортусов 6-13 недель беременности. Условия культивирования, фиксации клеток и приготовления хромосомных препаратов в обеих' группах' абортусов были одинаковыми. Средний срок беременности в опытной группе составил 10+0,6 недель, а в контрольной - 9+0,4 недели (Р>0,40). Средний возраст женщин в опытной и' контрольной группах составил 25+2,3 и 26+0,7 лет соответственно (Р>0,30), а среднее количество беременностей - 4+0,7 и 3+0,8 соотватственно (Р>0,30). В контрольную группу были включены яэнщнны, не имевшие ни одного случая спонт'анного прерывания беременности. Степень епирализации хромосом в обеих тестируемых группах была очень близка, поскольку средняя величина репериой хромосомы 2 в опытной а контрольной группах составила 7,50+0,03 и 7,62+0,02 мкм соответственно (Р>0,60).

Таблица 2 Сравнительный анализ размеров и вариабельности С-сегментов хромосом 1, 9, 16 и У у спонтанных и медицинских абортусов

I-1-1-:-:—I-1-1

| Абор-1 ^ | - | 16ч11 | УдИ |

|тусы |-г-1-,-1-п-1-1-1

| |Х + <Г IV | X + С IV | X + С" V | X + ^ IV | I-К-1-1-1-1-1-1-1-К—-1-1

I СА 11,23+0,20116,311,05+0,19118,110.77+0,11114,810,08+0,14113,81

II II II I I " I I

| ЫА |1,20+0,16|13,3|1,07+0,.14|12,в|0,77+0,11|14,3|1,04+0,12|11,8|

1_I_I_I_ ' |_I_1__I_I

Примечание. Средние значения и стандартные отклонения выражены в мкм, коэффициент вариации - в процентах; СА и МА - спонтанные и медицинские абортусы.

Результаты сравнительного анализа размеров и вариабельности С-сегмэнтов хромосом 1, 0, 16 и У у самопроизвольных и искусственных абортусов представлены в табл. 2. Средняя длина С-сегмэнтов хромосом в опытной группе статистически не отличалась от контрольной по всем изученным хромосомам. Вариабельность величины С-сегментов в обеих группах абортусов также оказалась близкой и колебалась от 11,8 до 18, IX.

Анализ частоты экстремальных С-вариантов хромосом 1, 9, 16 и У у спонтанных и медицинских абортусов не обнаружил существенных различий между ними. Общая частота экстремальных О-сегментов по 4 изученным хромосомам набора у спонтанных абортусов составила 28,0£, а у медицинских - 33,47.. Исследованные группы не отличались таю® и по частотам частичных и полных инверсий С-гетерохроматина

Достоверных различий между исследуемыми выборками по частоте гетероморфизма отдельных хромосом 1, 9 и 16 но наблюдалось. Однако если объединить данные по всем трем изученным хромосомам, то обнаруживаются статистически достоверные различия (Р<0,05) между этими группами с неютторым преобладанием частоты гетероморфных гомологов у спонтанно абортированных эмбрионов и плодов.

В литературе дискутируется вопрос о роли хромосомного полиморфизма, преимущественно по наиболее крупным в геноме человека С-бло-

■сам хромосом 1, 9, 16 и Y, в норме и патологии индивидуального раз-■ вития. Выводы исследователей колеблются от полного отрицания какого -либо влияния вариабельности Г? на нормальный ход онтогенеза [Киви, Кикельсаар, 1981; Blurrtoerg et al. , 1982; Carothers et al. , 1082; Heraiing, Burns, 1979; Tho et al. , 1962; VicJpbech et al. , 1984; Ward et al., 19803 до констатации существенной рили этих участков генома человека в индивидуальном развитии [Каретникова, 1981; Круминя с соавт. , ' 1937; Подуголышкова, Блюмина, 1982; Цветкова, 1981; Froyo, Zernahle, 1985; Korsak, 1931; РгЧЛ, Lubs, 1977). В последнем случае авторы наблюдали ¡сагс уменьшение размеров С-блоков хромосом у супру;:эсга!х пар с нарушением репродуктивной функции по сравнению с контролем [Крушня с ссавт. , 1987; Rodrigues -Gorros et al., 1987], так и увеличение их размеров [Каретникова, 1981; Цветкова, 1981; Pat 11, Lubs, 1977; Kcrsak, 1931; Froye, Zernahle, 1935]. Наиболее часто з.этих работах авторы обсуздают значение увеличенной вторичной пзретяжси хромосомы 9 и перицентрической ^¿версии ГР этой хромосом.'. Описан та!та факт увеличения числа спонтанных абортов у кешдш, му.тья которых имели длышую Y-хромосому [Patil, Lubs, 1977; Nielsen," 1978; Wsstlako et al., 19833 что, однако, не нашло своего подтверждения в некоторых других работах [Yerma et al., 1983; Videbech et al. , 1934].

Полученные нами данные свидетельствуют о том,'что спонтанные и мэдициншше абортусы не отличаются друг от друга по величине С-сег-ментов хромосом 1, 9, 16 и Y, чайтотам экстремальных вариантов и инверсий гетерохроматиновых блоков в этих хромосомах. Наши данные не подтверждают результаты других работ об этиологической связи увеличенной' вторичной перетяжки хромосомы 9 [Каретникова, 1981; Цветкова, 1981; Korsak, 19813 и удлиненной Y-хромосомы [(Uelsen, 1978; Genest, Genest, 1985; Patll, Lubs, 19773 с эмбриональной гибелью. По-видимому, вариабельность С-гетерохроматиновнх районов хромосом по вышеуказанным признакам является селективно нейтральной, по крайней мере у эмбрионов более б недель беременности. Следовательно, при медико-генетическом консультировании пробандов с вариантами С-полиморфизма нет необходимости прибегать к методам пренаталыюй диагностики этих состояний. Однако заслуживает внимания факт увеличенной частоты гетероморфизма гомологов у спонтанных абортусов, который нуждается в дальнейшей проверке.

- 16 -.

Дункццпнав>»1ый шшаюрфсы хромоаж роль во внутркутробжА nÄJJW M новьвшывакю» беременности Сравнительный анализ активности ЯОР проведен нами у 70 спонтанных (опытная группа) и 50 медицинских (контрольная группа) абортусов о нормальным кариотипом. Возраст эмбрионов и плодов варьировал соответственно от 6 до 16 и от 6 до 12 недель беременности. Различия между средним сроком ио-.; кусственного (10+1,6 недель) и самопроизвольного (11+3,7 недель) прерывания беременности не обнаружено (Р>0,05).

Для цитогенетического исследования у спонтанных абортусов использовали экстраэмбриональные ткани зародышевых мешков (при отсутствии эмбриона) или коамо-мьшечные фрагменты эмбрионов (в случае их наличия и отсутствии мацерации). У медицинских абортусов для культивирования отбирали преимущественно коино-мышечныо фрагменты, эмбрионов. Культивирование . эмбриональных фибробластов двух групп абортусов проводили в одинаковых условия . Выявление трсшскрипцион-но активна ЯОР проводили с помощью окраски хромосом 60Х раствором азотнокислого серебра с желатиной по методу Хоуэлла и Елэка tHowell, Black, 1080). Для анализа отбирали метафаэы ,с завершенной Ag-окраской [Соэанский, 1S83). Активность ЯОР оценивали полуколичественно с учетом интенсивности серебрения отдельных ькроцеитри-ческих хромосом по 5-балльной системе (0 - отсутствие окраски, 1 -. слабая, 2 - средняя, 3 - сильная и 4 - очень сильная окраска хромосом о крупными или двойнь'ки А^-блолами). От калщого эмбриона анали-вировали не менее iO метафазных пластинок. Полиморфизм ЯОР характеризовали ,ю следующим параметрам: 1) критерию суммарной функциональной активности всэх 10 КО? -£(+) [Ляпунова с соаьт., 1088]; 2)' числу Ag-полокительных ЯОР - Н'Аг(+); 3) ассоциативному индексу (АИ) - проценту клеток с ассоциациями акроць'нтричсских хромосом; 4) числу ассоциаций хромосом на мотафазную пластинку - Ас/Ю; 5) ипслу хромосом в 1 ассоциации - Хр/АС; 6) средней активности ЯОР (в баллах) каздой из 5 пар акроцентркческих хромосом.

Па рис. 2 представлены результаты сравнительного исследования полиморфизма ЯОР хромосом в двух группах абортусов по критерий суммарной функциональной активности всех 10 ЯОР. Видно,,что распределена суммарной активности ЯОР на геном в опытной и контрольной группах эмбрионов лежит в сходных пределах. Оба распределения подчиняются нормальному закону. Однако распределение исследуемого по-

Рис. 2. Распределение сухарной функциональной активности рибосомных генов у спонтанных (сплошная линия) и медицинских (пунктирная линия) абортусов. По оси абсцисс - суммарная активность ЯОР в баллах; по оси ординат - число абортусов.

казателя у спонтанных абортусов смещено правее относительно распределения суммарной активности ЯОР контрольной группы.'

Различие между средними значениями суммарной активности ЯОР на геном у спонтанных и медицинских абортусов, составляющее 21,38^0,22 и 20,25+0/31 балла соответственно, высоко значимо (1.-3,08; п-118; Р -0,003). Различие между исследуемыми группами эмбрионов наблюдается также и по числу активных ЯОР на клетку - 8,9910,08 и 8,71+0,.0 для опытной и контрольной групп соответственно (1-2,25; п-118; Р-0,03). По другим изученным показателям различий не обнаружено. Частота встречаемости очень крупных блоков серебра (оцениваемых в 4 балла) в ЯОР у спонтанных и медицинских абортусов была невелика и составила соответственно б,0+0,7Х и 5,6+0,9Х (Р>0,05) от всей сово-

Таблица 3 Характеристика активности ЯОР хромосом фибробластов спонтанных и медицинских абортусов мужского и женского пола

1 1 1 1 |Пол|Абор- I |тусы ■ 1 1 I Цитогенетические показатели (X + т) | 1

1 1 1 £(+) I МАВ( +) | 1 I 1 1 АИ 1 | 1 1 - Ас/МП | 1 Хр/Ас |

| СА 21,08+0,30 8,95+0,12 38,44+3,79 1,24+0,06 2,07+0,02|

| !кА 20,28+0,49 8,62+0,14 38,63+4,08 1,05+0,07 2,11+0,031

| СА 21,61+0,30* 9,02+0,10 45,86+3,96 1,18+0,05 2,07+0,021

I МА | 20,10+0,34 8,86+0,12 35,68+6,47 1,14+0,09 2,05+0,031 |

Примечание. СЛ и МА - спонтанные и медицинские абортусы;

* - Р<0,01.

купности проанализированных хромосом. В исследованных группах абор-тусоЕ не было обнаружено и двойных ЯОР.

Как видно из данных, представленных в табл. 3, у спонтанных абортусов обоих полов отмечается увеличение транскрипционной активности рибосомных генов по сравнению с индуцированными абортусами, однако это различие статистически еначимо только для эмбрионов и плодов женского пола (1-3,20; п-55; Р-0,002) и незначимо у абортусов мужского пола (Ь-1,31; п-61; Р-0,19). Половых различий по числу активных ЯОР на клетку, а также по ассоциативной способности хромосом в двух исследованных группах не обнаружено. Не была обнаружена также зависимость активности ЯОР от срока беременности, тканевого происхождения фибробластов (эмбриональные или экстраэмбриональные) и степени отягощенности акушерского анамнеза леНщин (привычное или спорадическое невынашивание беременности).

Анализ активности отдельных акроцентрических хромосом в двух исследованных группах аоортусов показал, что в контрольной группе имеется четкая межхромосомная специфичность транскрипционной активности ЯОР. Наибольшей шсгивностью в контрольной группе обладали

хромосомы 21 и 13, а наименьшей - хромосомы 15 и 14. Различие между . хромосомами 16 и 21, а также между 16 и 13 статистически достоверно (t-2,20 и 2,11 соответственно; п-82; Р<0,05). Эти результаты совпадают с литературными данными, полученным на хромосомах лимфоцитов периферической крови русских популяций в постнатальный период онто-генева человека [Zakharov et al. , 1982; Цанчева с'соавт., 1986]. В опытней группе эмбрионов и плодов по всем акроцентрическим хромосомам отмечается возрастание активности ЯО? до определенного уровня, при котором наблюдается стирание л.ежхромосомных различий по степени активности отдельных ЯОР.

Сравнительное исследование функционирования ЯОР хромосом в прэнатальном периоде онтогенеза человека у абортусов различного происхождения (спонтакньп: и индуцированных), представляет существенный интерес в связи с возможным селективным эффектен различного числа копий и активности рибосомных генов в индивидуальном развитии. Действительно, в литературе высказывались предположения о связи некоторых вариантов ЯОР и, в частности, двойных ЯОР, с нерасхож-денигм хромосом и гибелью плода [Jackson-Cook ot al. , 1985; Shaham et al., iS86), нэ нащеденэ, однако, подтверждения в других работах [Ковалева, Новикова, 1989; Unsold al. , 1987). Относительно недавно было высказано предположение о существовании у человека зиго-тического или раннего эмбрионального отбора, обеспечивающего поддержание необходимого для нормального развития особи числа копий рибоссмных генов путем комбинирования ядрыикообразующих хромосом с разним содержанием числа генов рРКК в ЯОР [Ляпунова с соавт., 1988).

Пэзкзенная активность ЯОР культивируемых in vitro клеток спонтанных абортусов может иметь два альтернативных объяснения. Во-первых, она может быть связана с выживанием меток абортусов, обладающих более высокой транскрипционной активностью'рибосомных генов и, в таком случае, носиг адаптивный характер. Второе объяснение, напротив, рассматривает повышенную активность ЯОР в ¡слетках спонтанных абортусов как непосредственную причину их гибели. Эти альтернативные объяснения предполагают существование разных механизмов активации рибоссмных генов. В случае справедливости первого предположения необходимо допустить либо вылетание клеток тех зародышей, которые получили в результате случайных комбинаций родительашх ЯОР дозу активных рчбосомпых гексв выше средней, характерной для контрольной

группы медицинских абортусов, либо наличие механизма, обеспечивающего активацию резервных копий рибосомных гонов по типу компенсации дозы генов. Повышение транскрипционной активности ЯОР в таком случае может быть обуслов. зно подключением ранее инакпшированных дополнительных цистронов рДПК через деметилирование рибосомных генов [Барановская, Ляпунова, 1989; Барановская с соавт., 1990; Реггаго^. ЬаУ1а, 19853, а таккэ за счет возможности локальной наработки в клетках при экстремальных' условиях дополнительных матриц ДНК путей гиперрепликации рДНК [Ыагакян, Каралова, 1991]. Первое объяснение не дает, однако, понимания причин полоеого диморфизма гибели варо-дызей, которому, как было отмечено ранее, на ранних эте^ах внутриутробного развития в более значительной степени подвержены эмбрионы женского пола, по сравнению о мужскиет.

Полученные нами . данные показывают существование полового диморфизма связи между повышенной активное'^» рибосомных генов и пре-натальной кертностью у человека Если у эмбрионов мужского пола такой связи не обнаруживается, то у эмбрионов женского пола она выражена достаточно ясно. Эти несколько неожиданные результаты заставляет предполагать существование определенных механизмов взаимосвязи активности рибосомных генов с индивидуальным развитием женского организма. Конкретные механизмы отого явления не ясны и треб'/ют дальнейшего изучения. На неслучайность гакой взаимосвязи м-'-ут указывать полученные нами данные о фенотипическом эффекте функциональной активности ЯОР, которые будут представлены ниже. Нами обнаружено сущэ1. ¿ованке статистически значимых положительных корреляций суммарной активности рибосомных генов с некоторыми количественными морфофизиологич^скими признаками у женщин и отсутствие такой связи у мужчин. Поскольку активность рибосомных генов в женском организме, по видимому, в более значительной степени связана с полненными системами детерминирующими жизненно важные количественные морфофи-виологические признаки, чем в мужском, то следует ожидать и разную интенсивность отбора организмов разного пола в случае отклонения от оптимального для жизнедеятельности клеток числа активно транскрибируемых копий рибосомных генох У женских оргачиэмов эта интенсив-нос! отбора должна быть сильнее, а у мужских - слабее, что, возможно, и находит свое подтверждение в результатах настоящего исследования.

Один из возможных механизмов активации генов рибосоиной ДНК у' спонтанных аОортусов модат заключаться в нарушении процесса метилирования ДНК на уровне генома, сопряженном с инактивацией второй Х-хромосомы в женских клетках. Как было показано непосредственно на цитологическом уровне на окрашенных азотнокислым серебром ЯОР фиб-робластов и лимфоцитов, демэтилирование рДНК, вызванное воздействием гипометилирующего агента Б-азацитидина, приводит к заметному повышению экспрессии рибосомных генов в клетках человека [Tantravahl ot al., 1831; Ferraro, Lavia, 1965]. Негативная корреляция меэду метилированием ДНК и транскрипцией показана для многих генов у различных организмов [Cooper, 1983]. Метилированию ДНК в настоящее время отводится важная роль в геномном импринтинге - эпигенетическом процессе, маркирующем материнские и отцовские хромосомы у млекопитающих и приводящем к разному фенотипнческому проявлению заболеваний и признаков, в зависимости от наследования от отца или * матери [Варанов, 19GQ; Rolk, 1933]. Возможно, что нарушение этого важного процесса или в ходе гаметогенеза или в ходе раннего периода онтогенеза может привести к гипометилировани» ДНК, повышению экспрессии генома, нарушению нормального процесса развития и эмбриональной гибели. Каблюдсгмое в нашем материале повышение активности рибосомных генов у спонтанных абортусов по всем акроцентричеоким хромосомам с исчезновением межхромосомных различий по степени активности отдельных ЯОР,- существующих в контрольной группе эибрко- . нов, может указывать на справедливость такого предположения.

Полт.ор&пм xpc'iocoj у абортусоа с хрошсшной натолопмй. В литературе имеются отдельные работы, посвященные изучению С-полиморфизма хромосом у больных с хромосомным дисбалансом и, в частности, при синдромах Шрешэвского-Тернера и Клайнфельтера [Берлинская с соавт., 1981; Цвэткова, Михайлец, 19833, а также синдрома Дауна СБутомо, Дггршсова, 1981; Vang, Паж г ton, 1979]. Однако эти работы выполнены с применением полуколичественных методов оценки величины С-сегментов, не учитывающих непрерывного характера изменчивости хромосомных вариантов и вследствие этого они отличаются определенной субъективностью. Имеются также и единичные работы с применением Солее объективной количественной оценки вариабельности величины О-полиморфных-районов хромосом у больных с анеуплоидней CFunderbruk ot al., 1980; Шдуголышкова, 1988]. Следует, однако, отметить, что

эти больные уже прошли через "сито" естественного отбора, эффективно действующего на ранних этапах пренаталыюго периода развития организма и элиминирующего значительную часть анеуплоидных зародышей, что, естественно, искажает истинную картину распределения хромосомных вариантов при данной патологии. Более адекватная оценка этой картины может быть получена при исследовании эмбрионов и плодов с хромосомным дисбалансом, погибших ка ранних стадиях развития, т.е. у спонтанных абортусов с аномальным кариотипом.

Таблица' 4

Абсолютные размеры С-сегментов у спонтанных абортусов с трисо-миями аутосом и контрольной группы медицинских абортусов, (Х+С)

1 | Группа | абортусов 1 1 1 1чЬ 1 9чЬ ■ 16д11 11 1 1 Длина | ¡хромосомы 2| I 1

*** ж Уг * 1

|Спонтанные 1,36+0,25 1,16+0,19 0,85+0,14 7,45+0,28 |

(Медицинские 1 1,20+0,16 1,07+0,14 0,77+0,11 •7,52+0,39 | |

Примечание. Средние значения и стандартные отклонения выражены в мкм;

* - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001.

Б табл. 4 приведены абсолютные размеры С-сегментов хромосом 1, 9 и 16 у обследованных нами 14 спонтанных абортусов с трисомиями аутосом и 56 медицинских абортусов с нормальным кариотипом. У спонтанно абортированных анеуплоидных эмбрионов и плодов обнаружено статистически вначимое увеличение размеров С-сегментов всех трех изученных хромосом по сравнению с контрольной группой абортусов.

Частота 20%-ного гетероморфизма гомологичных хромосом 1, 9 и 16, составила у спонтанных абортусов с аутосомными трисомиями 0,64, 0,46 и 0,36 соответственно, что заметно выше таковой для контрольной группы медицинских абортусов (р-0,43, 0,39 и 0,29 соответственно). Однако это различие, возможно иэ-эа относительно небольшой выборки опытной группы эмбрионов, статистически недосто-

верно. Эти данные свидетельствуют о том, что увеличенные ГР районы, . возможно вследствии их эктопической конъюгации и, вероятно, гетероморфизм гомологов, могут выступать в качестве факггоуоз риска нерасхождения хромосом в мейозэ, а эмбрионы и плоды, кариотип которых обладает такими особенностями (хромосомный дисбаланс, увеличение содержания С-гетерохроматина и повышенна.-! частота гетероморфизма гомологичных хромосом), имеют более высокий риск элиминироваться во время внутриутробного развития. Хитрикова с соавт. (1991) полагает, что нерасхождение хромосом в морозе может быть обусловлено не столько избыточным количеством гстерохро.'/атина, сколько выраженным гетероморфизмом гомологов, поскольку "избыточный" участок асинапти-ргагш и может ксориентироваться с гетерологом во время конъюгации.

По мнению Eitra [Vi?, 1934] разделение центромэр в хромосомах пр;: клеточном делении контролируется к::.к количеством, таг. и клчест-вом огллоцэптрсмерпого гетерохроттина. У индивидов с вариантом lqh+ гомолог с более крупным С-сегмэнтом разделялся позднее [Vic, 1931]. Зги дяпш'э, вероятно, подтверждай Предполохэние о том, что количественные и качественны? .менешгя" гэтерохрсмзтина в отдельных хромосомах могут приводить к нарупешш синхронизации разделения центрсмэр и ошибкам распределения хромосом в дочерних клетках.

Не меньший интерес в плане изучения причин анеуплоидин предс-тазляст работы по пзучзниэ роли полгшрфязт ядрьккообргзукпзк районов в нерасхогдетш хромосом. В основе данных' работ леягг предположение о влиянии на этот процесс как ассоциативной способности ак-' роцентрических хромосом, тс.к и повышенной активности ЯОР. Однако результаты этих исследований, проведенных на больных с хромосомным дисбалансом-, отличается противоречивостью [Robinson, Newton, 1977; Jacobs, '-.'ayer, 1981; Pierling! et al. , 1983; Jackson-Cook et al. , 1985]. Нами проведено сравнительное исследование фунюшоналыгой ал-тисности ЯОР в группе спонтанных абортусов с аномальным, кариоТипон и л контрольной группе .медицинских абортусов.

Поскольку в материале спонтанно абортированных эмбрионов и плодов существенную долю занимают трисошш по акроцентрическим хромосомам набора, то с целью устранения влияния ливней хромосомы на суммарную активность рибосомных генов из этого показателя вычиталась средняя активность ЯОР, приходясдяся на одну хромосому. Суммарная функциональная активность ЯОР у эмбрионов и плодов. с ано-

мальным кариотипом статистически достоверно превышает таковую у медицинских абортусов как до, так и после вычитания средней активности ЯОР на одну.хромосому. Однако анализ активности ЯОР, проведенный отдельно в груп..ах абортусов с трисомиями аутосом, Х-моносо-мией, триплоидией и структурными престройками хромосом показал, что статистически достоверное увеличение суммарной активности рибосом-, ных генов, также как и ассоциативной способности акроцентрических хромосом, обнаруживается только у тркплоидов.

3 некоторых работах было показано, что частота ассоциаций акроцентрических хромосом сусественно повышена в культуре лимфоцитов пациентов с синдромом Дауна по сравнению с аналогичными -по возрасту и полу контрольными лицами [Прокофьева-Бельговская о соавт., 1056; Cooko, Curtis, 1974]. В нашем исследовании в фибробластах о трисо-миями хромосом 21, 22. 14 и 15 процент клеток о ассоциациями акроцентрических хромосом статистически не превышал контрольного уровня, харак: рного для медицинских абортусов. Только у одного аборту-са была обнаружена хромосома с двойным ЯОР. Процент хромосом с ЯОР в 4 балла составил всего.7,4+1

Цитогенотическоо исследование абортируемого материала с цель» пропюаа состояния здоровья матери и потоьютва. На. основании собственных и литературных данных представляется целесообразным цитсге-нетический анализ абортируемого мэтериапа проводить не во узех случаях патологии беременности, а ограничиться только двумя ее формами, надежно выявляемыми с помощью объективных методов исследования: 1) пузырлым заносом; 2) неразвивающейся беременностью.

В группе жан^ш с патологией беременности имеются некоторые формы акушерско-гинекологической патологии, при которых онтогенетическое исследование абортируемого материала имеет важное диагностическое и прогностическое значение для состояния здоровья матери. Речь идет, прежде всего, о пузырном заносе (гидатидиформном моле), который характеризуется кистозной дегенерацией ' ворсин хориона и имеет несколько разных клинических форм заболевания, отличающихся различной онтогенетической картиной. Важно, что за разной онтогенетической характеристикой клеток при этой патологии стоит разный проГ№з в отношении вероятности возникновения злокачественного перерождения клеток трофобласта - хорионэпителиомы.

В настоящее время четко установлена разница между полным и

чаотичным пузырным заносом . В случаях полного гидатидиформного мо-? ля кариотип клеток кистоано измененных ворсин хориона состоит из 46 хромосом, однако этот диплоидный набор хромосом может включать: 1) два идентичных гаплоидных набра (23.Х), полученных от отца в результате дупликации гаплоидного набора хромосом одн<Л"о спермия с утерей хромосом матери (диандрия); 2) два разных гаплоидных набора хромосом отца в результате оплодотворения яйцеклетки, утратившей хромосомы матери, двумя сперматозоидами (диспермия). Именно полный пузырный занос представляет опасность в отношении повышенной вероятности развития у женщины хорионэпителиомы [Зги1шл, 1984]. В случаях неполного или частичного пузырного заноса кариотип клеток кис-тозно измененных ворсин трофобласта в большинстве случае триплоид-ный и образуется в результате оплодотворения яйцеклетки, сохранившей гаплоидный набор хромосом, двумя сперматозоидами. В отличие от полного пузырного ваноса частичный гидатидиформный моль не является фактором риска развития хорионэпителиомы. Следует отметить, что только на основании морфологических проявлений невозможно дифференцировать форму пузырного заноса, поскольку морфологические различия могут зависеть от срока беременности С Каш еЬ а1. , 1984]. В нашем материале из-221 спонтан"ого абортуса было обнаружено 4 случая полного пузырного заноса кариотип 46, XX) и 8 случаев частичного пузырного заноса о триплоидным кариотипом из 12 выявленных триплои-дий, составившие соответственно 1,8Х и Э.6Х от всех прокариотипиро-ванных образцов.

Другой формой патологии беременности, связанной с частыми хромосомными нарушениями, является неразвивающаяся беременность. Имеющиеся данные свидетельствуют о'том, что при этой патологии также может наблюдаться кистоэная дегенерация ворсин трофобласта, в связи с чем проведение цитогенетического- анализа абортируемого материала позволит не только провести дифференциальную диагностику с различными формами пузырного заноса, но и в ряде случаев обнаружить структурные аномалии хромосом, унаследованные от родителей.

Важное значение для установления природы происхождения хромосом в кариотице различных форм пузырного заноса имеет исследование хромосомного полиморфизма (0-, С-, Аг-вариантов) как системы генетических маркеров. На рис. 3 приведена схема обследования женщин с подозрением на две формы патологии беременности - пузырный занос и

Рис. 3. Схема обследования зкеишин с пузырным ваносом и неразвивающейся беременностью

неразвивающуюся беременность, при которых целесообразно цитогенети-. ческое исследование абортируемого материала с целью прогноза состояния здоровья матери и потомства Предварительно женщина обследуются с помощью ультразвуковых методов исследования с оценкой динамики уровня хориального гонадотропина. В случае отрицания диагноза беременность пролонгируется. При подтверждении диагноза показано прерывание беременности с морфологическим исследованием абортируемого материала

В случае обнаружения кистоэтй дегенерации ворсин трофобл'аста ■необходимо получить препараты хромосом и исследовать кариотил клеток. При обнаружении диплоидного хромосомного набора рекомендуется взять кровь у супружеской пары, получить препараты хромосом из лейкоцитов периферической крови. С помощью системы цитогенетических маркеров решается вопрос о характере происхождения диплоидности. клеток зародыша. В случае только андрогенетического происхождения хромосом в диплоидных клетках трофобласта (диачдрии или диспермии) вероятность развития хорионэпителиомы у женщины вксотая, особенно в случае недостаточно полного очищения полости матки. В этом случае необходимо наблюдение женщины у онколога-гинеколога с решением вопроса о выборе лечебной тактики для данной больной. В нашем материале из 4 случаев полного пузырного заноса с диплоидным кариотипом родительское происхождение хромосом с помощью системы цитогенетических маркеров удалось установить в 3 случаях. ' Выявлено 2 случая диспермии и 1 случай диандрии.

При обнаружении триплоидного кариотипа клеток кистозно измененных ворсин хориона вероятность их малигнизации низка и прогноз более. благоприятен. При отсутствии кистознсй дегенерации ¡теток трофобласта исследование кариотипа клеток абортируемого материала позволяет сделать вывод о хромосомной или нехрсмосомной этиологии гибели конкретного зародыша. Обнаружение структурных хромосомных аномалий у эмбриона' дает основание для аначиза кариотипа родителей и выявления носителей сбалансированных хромосомных перестроек. Из 3 случаев структурных мутаций хромосом, выявленных нами у 52 спонтанных абортусов с диагнозом неразвивающейся беременности, в 2 случаях (3,8%) были обнаружены унаследованные хромосомные перестройки от родителей'и в 1 случае - мутация de novo. Семьи с выявленными хромосомными перестройками подлежат обязательной диспансеризации с

лренатальной диагностикой хромосомной патологии у шнвдн при последующих беременностях.

II. ПОЛИШРЙШ ШМОСОУ в ПОСГГНАТАЛЫЮИ РАЗБ1ШШ Ч2Л0ЕЕКЛ

2.1. Частота кромосошад варкантов в раз;ы; созраспав: группок

Оценка состояния разных типов хромосомного полиморфизма в ходе постнатального онтогенеза представляет существенный интерес для понимания роли вариабельных участков генома в развитии организма. Учитывая трудности непосредственного наблюдения за изменчивостью полиморфных участков хромосом на протяк-нии яаани отдельных индивидов наиболее распространенным подходом к онтогенетическому анализу хромосомного полиморфизма слу^т его популяционио-цитоге- ■ нетическоь исследование у индивидов разных возрастных групп. Здесь, однако, следует всегда учитывать степень мекиндивидуольной и мел-клеточной вариабельности оцениваемых параметров, которые могут быть обусловлены не только биологическими, но и средовыми факторами. Кроме того, интерпретацию полученных результатов юьи, вероятно, затруднять возможность селективной изменчивости частот хроыосомлых вариантов с возрастом индивидов в популяции. Отдифференцировать эти события весьма неппосто. Нике будет рассмотрен фактический материал по анализу частот трех типов хромосомного полиморфизма в разных возрастных группах.

<Ик>гвг£>р4кзи Чистота флюоресцентного хромосомного

полиморфизма в Разных ьоор;:а1'кш группах была исследована у G02 индивидов. Возраст оОсло;юЕашш:с варьировал от 7 до 101 года. Количество обследованных лиц ь возрасте до 19 лет coct<íb>;j;o 2íM, от £0 до 49 лет * 160 и свыше 50 лет - 58 человек. Хромосомные препараты получали по стандартной методика культивирования лимфоцитов в течение 72 ч.' В качестве красителя использовали 0,005%-ныП раствор про-пилакрихиниприта в.фосфатном буфере Зеренсена (рН 6,0). От каждого индивида под флюоресцентна,', микроскопом H3j ¿али не "менее 10 мета-фазьых пластинок с хорошим разбросом и умеренной ¿пирализациой хромосом. За Q-варианты принимали ярко- и интенсивно флюоресцирующие сегменты хромосом 3,. 4, 13-15, 21 и 22, найденные в более 502 обо-

ледованных метафаз.

Коффициенты корреляции среднего числа О-сегментов с возрастом составили -0,10 и -0,12 для лиц мужского и женского пола Эти значения незначимо отличаются от нуля, если рассматривать оба пола в отдельности. Однако коэффициент корреляции, вычисленный для объединенной выборки, оказался равным -0,11, что при БОО степенях свободы отличается от нуля при 5%-ном уровне значимости. Регрессионный анализ показал, что полученные данные удовлетворительно описываются уравнением линейной регрессии: X - X + кА, где к - параметр уравнения, Л - возраст, X - среднее число О-сегментов на индивида у новорожденных. Уравнение регрессии следующее:

X - 3,8265 (+0,2656) - 0,0113 (+0,0090)А, где X - среднее число О-сегментов на индивида, А - возраст, а в скобках приведены 95Х-ные доверительные интервалы. Регрессия значима (Р<0,05).

Зависимость частоты 0-гетерохроматиновых участков хромосом от возраста изучена недостаточно (Захаров, Цонева, 1932). Но цлнлиМ Вактон с соавт. (ВискЬоп еЬ а1., 1976), три обследованные, группы людей разного возраста отличались по частоте среднего числа О-сегментов на индивида, с наиболее низкой частотой у лиц старшего возраста. В то же время Микельсаар (1979) обнаружил разнонаправленную изменчивость как суммы яркосветяшихся О-сегментов, так и отдельных полиморфных Вариантов у лиц разного пола и возраста Наши данные, свидетельствуют о слабой, но статистически значимой отрицательной зависимости среднего числа О-сегментов от возраста индивидов. Регистрируемое уменьшение частоты О-сегментов, возможно, связано с уменьшением степени спирализации ДНК при старении клеток [Лучник, Глаэер, 1981), так как покааано, что яркость акрихиновой флюоресценции вавионт от степени конденсации гетерохроматина [Но1пчи151, 19751, Снижение скорости конденсации 0-гетерохроматиновых районов хромосом человека с возрастом было показано Ковалевой (1983).

О-полкморфизм хромосом. Исследованию зависимости частот вариантов структурного гетерохроматина хромосом от возраста индивидов посвящено немногочисленное число работ, меньшая часть-которых выполнена с использованием точных количественных методов оценки величины ГР [Кузнецова, Черкасская, 1981; Акопян, 1988; Круминя с соавт. , 1989; Крачунова, Михайлова, 1982). Вследствии противоречивое-

Таблица 5

Средние величины С-сегментов хромосом 1, 9. 16 и У у мужчин и женщин разных возрастных групп, (Х+С)

"Г

|Пол |Воз-I |раст I |(лет)

Чис- I

ЛО I-

лиц | 1

Гетерохроматиновые районы хромосом —,-,-1-1—

121,9,16 |

-1--н-1-1-1

74 |1,32+0,17|1,11+0,13|0,84+0,09|1,81+0,17|6,63+0,68| 41 Ц.34+0,1511,11+0,13(0.86+0,10|1,23+0,2016,60+0,62| -1 - | ,- | - , - | -: |

|М/ж. 122-60 | (51-76

122-76

115 11,33+0,1611,11+0,1310,84+0,0911,22+0,1816,66+0.691

|&н. |22-б0

I_I_

46 |1,34+0,17|1,11+0,20(0,82+0,11(

|6,Б4+0,77|

тн результатов этих работ мы предприняли попытку исследовать вели-

С~гетерохроматиновых районов хромосом 116 лиц мужского и 46 ,';;:ц жнского пола из нормальной популяции. Группа лиц мужского пола в возрасте от 22 до 76 лет была подразделена на 2 выборки: 1) лица прелого репродуктивного возраста - 74 индивида в возрасте от 22 до 50 лет; 2) лица более старшего пострепродуктивного возраста - 41 индивид в возрасте 51-76 лет. Выборка лиц ханского пола включала 46 женщин зрелого возраста - от 22 до 50 лет.

В табл. 5 представлены средние размеры С-сегментов исследованных хромосом лимфоцитов периферической крови. Видно, что величина ГР хромосом во всех трех выборках находятся в близких пределах и мало меняется с возрастом в двух возрастных группах обследованных мужчин. Абсолютные размеры С-сегментов в нашей выборке весьма близки к данным, полученным Подугольннковой с соавторами [Рос1и£о1п1ко7а еЬ а1. , 1979) на московской популяции. В то ш время величина ГР в лимфоцитах периферической крови взрослых индивидов несколько выше, чем в эмбриональных фибробластох (см. табл. 2), что может отражать реальные различия, существующие между клетками разных тканей и разными периодами онтогенеза. Более конденсированное состояние мета-Фазннх хромосом лимфоцитов эмбрионов человека по сравнению с лимфоцитами крови новорожденных детей наблюдала .Акопян (1988).

I . I

Таблица б Суммарная активность ЯОР хромосом лимфоцитов крови у лиц разного пола и возраста

| Пол 1 1 I Возраст I 1 | N 2(+) 1

1 1 I 20-49 | 36 19,79+0,16 |

| Мужской | 50-е5 | 26 18,78+0,29**|

1 20-85 1 | 62 19,37+0,17 |

1 1 | 20-49 | 31 19,50+0, £.3 |

| ИэнскиП | 50-85 | 32 18,67+0,23* |

| 20-65 | I 1 63 19,08+0,18 | |

Примечание. N - число индивидов;

* - Р<0,05; ** - Р<0,01.

Аз-КШ-полтаюрфизм хроносо.ч. Исследование транскрипционной активности'ЯОР проведено нами у 50 медицинских абортусов 0-12 недель беременности и 126 здоровых взрослых лиц из нормальной популяции в Еозрасте до 20 до 65 лет. В табл. 6 представлена суммарная Функциональная активность ЯОР хромосом лимфоцитов крови у'лиц мужского и женского пола двух групп - репродуктивного (20-49 лет) и пострепродуктивного (50-85 лет) возраста. В пределах одной возрастной группы статистически значимых различий между мужчинами и женщинами но обнаруживается. В то же время между индивидами разного возраста обнаруживания статистически достоверные различия по функциональной активности рибосомних генов (1-3,20; п-60; Р-0,002 и 1-2,36; г,-61; Р-0,022 - для лиц мужского и женского пола соответственно), которая заметно снижена у индивидов старшей возрастной группы.

Корреляционный анализ онтогенетических показателей .функциональной активности ЯОР с возрастом индивидов (табл. 7) показывает статистически значимую обратную связь общей активности ЯОР на клетку с возрастом индивидов как мужского, так и женского пола. Регрессионный анализ зависимости этого показателя от возраста показал наличие статистически достоверных отрицательных коэффициентов уравнений линейной регрессии (-0,028 и -0,.024 для лиц мужского и женского

Таблица 7

Коэффициенты корреляции показателей функциональной /активности ЯОР хромосом с воэрастом

1 | Пол ■ 1 Показатель 1 1 1

2(+) МАг(+) АИ Ас/Ш ! Хр/Ас | 1

| Мужской | Женский I Муж. +жен. т -0,39* -0,26* -0,33* 0,15 0,27* • 0,20* -0,24 -0,29* -0,25* -0,13 -0,31* -0,19* 1 -0,08 | 0,16 | 0,07 | |

* - Р<0,05.

пола соответственно). Свободный член поименных уравнений регрессии (20,63 и £'¿,24 - для мужчин и женщин соответственно) предсказывает уровень суммарной активности ЯОР, присущий нулевому возрасту, т. е.' плодам или новорожденным. Для мужского пола эта активность ЯОР должна составлять в среднем 20,63 балла, а для женского - 20,24. Результаты исследования активности ЯОР в фиброблаотах медицинских абортусов позволяют проверить параметры полученных уравнений регрессии. Суммарная активность рибооомньп; генов у медицински-/, абортусов мужского и женского ;;>ла (см. табл. 3) составляет соответственно 20,28+0,49 и £„,10+0,34 баллов. . Эти данные близки к значениям, предсказываемым нашими уравнениями линейной регрессии, что позволяет считать их достаточно хорошим приближением к онтогенетической изменчивости ективности р/.Зсеомких генов. По мнению Прокофьевой-Бельговской (1986), важным фактором снижения с воэрастом активности рибосомных цистронов является прогрессивная гетерохроматж^ацчл ГР коротких плеч акроцентрических хромосом.

Отрицательную корреляцию активности ЯОР с воэрастом индивидов в популяции еаманчиво интерпретировать не только в связи с онтогенетической изменчивостью этого цитогенетического параметра, но и в связи с селективными процесса1:,оказывающими отрицательное влияние на ¡^неспособность носителей высокоактивных ЯОР Дальнейшие исследования позволят прояснить биологические основы уменьшения функциональной активности ЯОР в старших возрастных группах.

- 33 -

2. 2. Хромосомна полиморфизм и изменчивость морфо-физиологических признаков человека

0-ршзз«>р$шм хромосом и вариабельность количественных признаков организма. Вопрос о цренотипическом эффекте разнил типов хромосомного полиморфизма на сегодняшний день все еще остается нерешенным. Для исследования связи Q-полиморфизма хромосом с вариабельностью морфофиэиологических признаков человека мы использовали данные по частотам Q-сегментов хромосом двух популяций: коренных кителей Западной Сибири - северных хантов, проживающих в Ямало-Ненецком автономном округе Тюменской области и сельских жителей Томской области. Всего на предмет Q-полиморфизма хромосом проанализировано 402 индивида в первой популяции (220 мужчин и 182 женщины в возрасте от 10 до 82 лет) и 328 человек во второй популяции (169 мужчин и 159 женщин в возрасте от 12 до 85 лет). У всех индивидов изучали 2 4 антропометрических (вес и рост) и 2 физиологических признака - систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление , крови. Адаптивная значимость таких интегральных количественных антропометрических признаков как , масса и длина тела, а также физиологических параметров - артериального давления крови не вызывает сомнения. Известно, например, -что новорожденные дети, обладачъ щие средними значениями массы и длины тела, являются наиболее приспособленными С Алтухов с соавт., 1979]. Данные количественные . показатели предварительно были подвергнуты нормировке, а для устранения возрастной зависимости проводилась регрессионная корректировка нормированных значений признака на средний возраст индивидов в популяции исходя из линейной модели [Лильин с соавт., 1984].

Из 16 коэффициентов корреляции между индивидуальной гетерози-готностыо по совокупности полиморфных Q-сегментов хромосом и изменчивостью 4' изученных морфофиэиологических признаков у лиц мужского и женского пола двух исследованных популяций, 15 имели низкие величины и не отличались от нуля, за исключением слабой положительной связи (г-0.17) Р<0,05) между гетерозиготностью по Q-хромосомным вариантам и систолическим артериальным давлением крови у русских женщин- Коэффициенты корреляции между средним числом Q-сегментов в геноме индивида и вариабельностью изученных морфофиэиологических признаков таклэ оказались очень низкими. Таким образом, количество

.-ЗЛО-сегментов хромосом в геноме, также как и гетьрозиготность по системе данных вариантов хромосом, за единичными исключениями, не оказывает влияния на изменчивость изученных морфофиэиологических приз- -наков. Аналогичные результаты были получены при анализе средних значений и дисперсий четырех изученных морфофиэиологических признаков в трех группах индивидов, разбитых в соответствии со степенью гетерозиготности по системе О-вариантов хромосом и по ореднему числу О-сегментов в геноме.

Популяция северных хантов (сак объект исследования обладает рядом достоинств, позволяющих говорить о ней как о генетически адаптированной к условиям обитания. Это, прежде всего, длительное проживание в экстремальных условиях Севера у полярного круга, ограниченная численность и относительная изолированность от сопредельных популяций, а та!«э незначительное влияние факторов социально-экономического преобразования региона на социальную и демографическую структуру данной популяции,. что способствует сохранению традиционного типа брачной структуры - эндогамии. Популяция русских Томской области наоборот, проживает в относительно более мягких климатичес-1шх условиях, характеризуется высокими показателями миграционного притока населения [Кучер с соавт., 10913. В отличии от хантов русские являются в большей степени потомками аутбредных браков. Две изученные популяции могут, следовательно, различаться не только среднепопуляционными значениями морфофиэиологических признаков, но и характером взаимосвязи последних с полиморфными генетическими маркерами. Эти соображения и легли в основу проведения сравнительного анализа взаимосвязи хромосомного полиморфизма с количественными адаптивно вначимыми морфофизиологическими признаками. Получеяные данные показали отсутствие взаимосвязи между системой (^-полиморфных вариантов хромосом и изменчивостью исследованных морфофиэиологических признаков у лиц разного пола и этнической принадлежности, проживавших в разных экологических условиях.

С-полкморфоМ хро!«>сом и вариабельность количественных признаков оргаспша. Оценка фенотипического влияния С-гетерохроматиновых районов хромосом представляет существенный интерес. В табл. 8 представлены коэффициенты корреляции величины С-сегментов хромосом 1, 9, 16 и У с пятью количественными морфофизиологическими признаками у мужчин 22-76 лет и женщин 22-50 лет. Предварительно все возраст-

Таблица 8 Коэффициенты корреляции размеров С-сегментов хромосом с морфофизиологичесгсими признаками у мужчин (верхнее значение) и жен;дин (нижнее значение)

1 ■■ ■ - " |С-сегменты | хромосом. ....... " 1 Мзрфофнзиолсгические параметры . |

Вес 1 | Рост . 1 Обхват груди| .САД 1 ЛАД 1

1 1 0,10 -0,07 | 0,03 1-0,19 0,05 | -0,10 | 0,06 0,04 0,02 | 0,10 |

1 9 0,14 -0,01 ¡-0,04 1-0,09 0,11 1 0,01 | 0,03 0,22 0,01 | 0,28 |

1 16 0,08 -0,03 1-0,12 1-0,15 0,03 | 0,01 | . 0,18 0,06 0,11 I 0,03 |

I V 0,11 1 о,ю 0,16 | -0,10 0,05 |

1 51,9,16 I 1 0,14 -0,18 1-0,04 1-0,08 | 0,08 | -0,15 | 1 0,12 -0,05 1 0,05 | -0,02 | 1

зависимые признаки были скорректированы на средний возраст индивидов в популяции с помосью регрессионной корректировки. Как видно из данной таблицы, статистически достоверных связей С-полиморфных районов хромосом и морфофизиологических признаков не наблюдается. Таким образом, наш данные не обнаруживают связи различных сложно наследуемых количественных признаков с вариабельностью содержания структурного гетерохромзтина в геноме. Поскольку вариабельность как 0-, так и С-полиморфных районов хромосом не обнаруживает тесной взаимосвязи с изменчивостью больвинства из исследовании:! адаптивно значимых морфофизиологических признаков организма и, следовательно, не участвует в формировании генетической компоненты изменчивости этих признаков, по крайней мере в заметной степени, то можно пред-

полагать незначительную вероятность отбора по указанным вариантам хромосомного полиморфизма в лостнатальноы онтогенезе.

Ограниченное.число признаков, изученных в связи с анализом фо-нотипического эффекта С-полиморфных районов хромосом, дает основание для осторожного отнесения к выводу об отсутствии такого эффекта Выявлению слабого влияния хромосомных вариантов на фенотип мо-: кет препятствовать и небольшой размер выборок СГилева, 189Ш. Обнаруженный нами в популяции северных хантов с высокой полиморфной частотой хромосомный вариант У-хромосомы дает воэмоаюсть для более тщательной проверки етого предположения.

При комплексном медико-генетическом исследовании пелуляции се-ьерных хантов, проживающих в устье Оби, была обнаружена высокая частота распространения заметно укороченной Y-хромосомы, по величине меньшей, чем хромосомы группы G. Эта хромосома встретилась у 32 индивидов из 154 обследованных и морфолс. .¡чески выглядела одинаково у всех носителей. При Q-окраско у маркерной хромосомы практически полностью отсутствовал ярко флюоресцирующий .блок гетерохроматина и только в некоторых метафазах тех же индивидов, особенно в промота-фаэных хромосомах, имелся маленький флюоресцирующий сегмент. Индекс Y/F для маркерной хромосомы составил 0,64+0,04, в г э время как для Y-хромосом нормальной величины он равнялся 0,86+0,07. Это различие статистически достоверно (Р<0,001). Ср.'.лнителъный анализ мгтафаэных пластинок с различной стсленью спирализацми хромосом, а также хромосом, дифференциально окрашенных различными методами показал, что наблюдаемая маркерная Y-хромэсома, является следствием субтотальной делеции гетерохроматинового б;.ока - del(Y)(ql2).

При дальнейшем цитогенетическом обследовании 5 субпопулпций северных хантов удалось установить, что распространение маркерной Y -хромосомы на территории данного района отличается но;;ох.1омер-ностыо. Частота распространения данной хромосомы варьирует по отдельным субпопуляциям от 0 до 35,1% от общего числа обследованных лиц мужского пола. Суммарная частот' встречаемости субъектов с маркерной Y-хромосомой в б обследованных субпопуляциях составляет около 20%. В целом, носителями хромосомы оказались индивиды 12 различных фамилий. Учитывая относительную малочисленность и территориальную разобщенность этой популяции-северной народности, молено .предположить/ что возникновение и распространение мутантноЯ хромо-

сомы связано с эффектом родоначальника, а сама маркерная хромосома' является примером селек.тивно нейтральной хромосомной аберрации, накопившейся в данной популяции в ходе микроэволюции.

Обнаруженный с высокой полиморфной частотой вариант У-хромосомы может служить удобной моделью для изучения возможного влияния утерянного блока гетерохроматина на изменчивость морфофизиологичес-ких признаков и Функций организма С этой целью у 55 субъектов с субтотальной делецией гетерохроматина У-хромосомы в возрасте от 10 до 72 лет и 55 контрольных лиц с У-хромосомой нормальной величины подобранных по возрасту опытной группы индивидов был исследован комплекс из 80 количественных и качественных показателей морфофизи-ологического статуса. В число этих признаков вошли: антропологические (41), гематологические (16), гемодинамические (12), биохимические (3),. генетические маркеры (3),. патологические синдромы (4) и возраст. Воледствии многочисленности и сложной наследуемости большинства этих признаков, а также из-за необходимости учета взаимосвязей- между ними, полученные, данные обрабатывали с помощью методов многомерного статистического анализа

Поиск информативных комплексов признаков, дифференцирующих две сравниваемые- группы лиц, осуществляли методом распознавания образов, исходя из минимума оценки ошибки классификации скользящим экзаменом [Иванова,. Протасов, 1982). Сравнение средних значений признаков двух групп обследованных лиц с помощью 1-критерия Стьюдента не выявило статистически значимых различий между ними по подавляющему большинству - 75 показателям. Лишь по 5 гематологическим признакам - проценту лимфоцитов, яаяочкоядерных и сегментоядерных нейт-рофилов, числу лейкоцитов и скорости оседания эритроцитов обнаружены достоверные различия-между выборками (Р<0,05),

С помощью метода распознавания образов было показано, что с увеличением числа наиболее информативных комплексов признаков, последовательно отбираемых алгоритмом на каждом этапе анализа, набл"4-дается постепенное уменьшение ошибки распознавания с 0,282 при сочетании двух признаков до 0,046 при сочетании 20 информативных признаков. Последнюю величину оценки ошибки распознавания следует считать достаточно низкой для отклонения гипотезы о статистической эквивалентности двух рассматриваемых выборок. Таким образом, ГР" У-хромосомы оказывает слабое модифицирующее влияние на структуру

фенотипических взаимосвязей морфофизиологических признаков, находящихся под сложным генетическим контролем.

Феноткгшчесгао! эффект функционирования ядрывкообрааукцш районов хромосом. Исследовали стандартно приготовленные Ад-окрашенные препараты хромосом лимфоцитов периферической крови 125 индивидов ие нормальной популяции (62 мужчины и 63 женщины в возрасте от 20 до 85 лет). У каждого индивида оценивали 4 антропометрических и 2 физиологических признака - вес, рост, обхват груди, плечевой диаметр, систолическое и диастолическое артериальное давление. С целью элиминации влияния возраста на изменчивость тех признаков, по которым была найдена статистически значимая возрастная регрессия, была проведена регрессионная корректировка признаков на средний возраст индивидов в популяции.

Таблица 9

Коэффициенты корреляции суммарной активности ЯОР с морфофизиологическими признаками у лиц разного пола

1 |. Морфофизиоло- 1 1 | Пол 1

| гические 1- 1 1

| признаки | Мужской 1 I Женский | 1 ]

| Вес -0,03 0,34* : |

I Рост -0,11 0,44* 1

| Обхват груди -0,01 0,27* |

| Плечевой диа-

| метр 0,17 0,12 1

1 САД 0 0,08 |

1 ДАД | -0,02 0,28* | 1

* - Р<0,05.

Полученные данные показали,. что все 30 коэффициентов корреляции между 5 цитогенетическими и 6 морфофизиологическими параметрами у мужчин имеют довольно низкие значения и статистически не отличаются от нуля. В то же время, 7 из 30 коэффициентов корреляции у женщин статистически значимы (Р<0,05) и имеют положительное значение. Статистически достоверная прямая зависимость отмечается у жен-

щин между суммарной функциональной активностью ЯОР и числом Аг-по-. лоюттельных ЯОР о одной стороны и 3 антропометрическими признаками - весом, ростом и обхватом груди с другой. Статистически значимой оказалась также связь между суммарной активностью ЯОР и диастоли-ческим артериальным давлением крсви у женщин (табл. б).

В литературе мы не встретили данных о влиянии вариабельности экспрессии рибосомных генных кластеров на сложно наследуемые морфо-физиологические признаки организма человека. В результате г.астояще-го исследования впервые обнаружен, существование полового диморфизма связи цитогенетически выявляемого полиморфизма функциональной активности ЯОР с морфофиэиологическими признаками человека Причина обнаруженного нами полового диморфизма связи молекулярных событий в клетке - уровня экспрессии рибосомных генов и морфофпзиологического эффекта на уровне целостного организма неясна. Возможно, что опре-. деленную роль в этом процессе играет специфика физиологии полов в онтогенезе, разная степень включения активных рибосомных генов в полигенные системы, детерминирующие морфофизиологические признаки.

выводи

1. Полиморфные районы хромосом, выявляемые С-окраской, не связаны с патологией сперматогенеза у стерильных мужчин с азооспермией, за исключением гетерохроматинового района хромосомы 9, увеличенного у больных по сравнению с контрольными ферткльными мужчинами. Это указывает на генетическую активность данного района в мейо-зе, при формировании половых клеток.

2. Частота вариантов С-полиморфизма хромосом одинакова у самопроизвольных и искусственных абортусов Ы1 триместра беременности с нормальным кариотипом. Следовательно, С-полиморфные варианты кромосом не имеют непосредственного отношения к нарушению внутриутробного развития человека, по крайней мере у эмбрионов и плодов ¡выше б недель беременности.

3. Полиморфные варианты ядрыакообразующих районов хромосом, ^являемые окраской методом серебрения, обнаруживает повышенную ункциональную активность у спонтанных абортусов с нормальным кари-типом по сравнению с медицинскими. Отмечена бслызая выраженность того явления у абортусов женского пола. Феномен повыпенной актив-

ности ЯОР шкет проявляться ва счет всех ядрышкообразующих хромосом набора.

4. Анеуплоидные спонтанные абортусы имеют увеличенные С-сег-менты хромосом 1; 9 и 15 по сравнению с медицинскими абортусаыи с нормальным кариотипом. Увеличенные гетерохроматические районы, вероятно, могут выступать в качестве фактора риска нерасхождения хро-; мосом в мейозе.

Б. Анализ частот хромосомного полиморфизма в постнаталыюм периоде развития в разных возрастных группах нормальных индивидов показывает слабое снижжие среднего -числа О-сегментов на индивида с возрастом и относительную стабильность вариантов С-; »диморфизма хромосом в постнатальном онтогенезе. Отмечено более конденсированное состояние хромосом в пренатальном периоде развития, по сравнению с постнатальным. .Показана меньшая суммарная функциональная активность ЯОР в старших возрастных группах и более высокая активность рибосомных генов в пренатальном периоде онтогенеза.

6. Вариабельность (}- и С-полиморфных районов хромосом не обнаруживает тесной взаимосвязи с изменчивостью большинства из исследованных морфофизиологических признаков организма и, следовательно, не участвует в формировании генетической компоненты изменчивости этих признаков, по крайней мере в заметной степени. В связи с этим можно предполагать незначительную вероятность отбора по указанным вариантам хромосомного полиморфизма в постнатальном онтогенезе. Показано существовать полового диморфизма в отношении связи функционального полиморфизма хромосом с некоторыми морфофизиологическими признаками: наличие такой ьзаимоовязи у лиц женского пола и отсутс-. твие ее у мужчин.

7. В популяции ограниченной эффективно-репродуктивной численности обнаружено широкое распространение (207. всех обследованных лиц мужского пола) морфологически идентичной маркерной У-хро^осомы с субтоталыюй делецией гетерохроматинового блока. Показано отличие структуры фенотигшческих взаимосвязей морфофизиологических признаков у лиц с отсутствием значительной части гетерохроматина У-хромосомы от индивидов с У-гетерохроматиновым блокс-ч нормальной величины. Эги данные -свидетельствуют о слабом модифицирующем влиянии гетерохроматина на нормальное течение морфогенетических процессов.

8. - Проведенное исследование позволяет уточнить показания к ци-

тогенетическому обследованию пациентов: 1) цитогенетический анализ ' абортируемого материала .целесообразно проводить при двух формах патологии беременности - пузырном заносе и неразвивающейся беременности. Разные типы хромосомного полиморфизма (Q -, С- и Ag-NOR) можно использовать в качестве генетических маркеров дЛл идентифика-■ ции родительского происхождения хромосом в клетках кистоэно измененного хориона и диагностики различных форм пузырного заноса; 2) при медико-генетическом консультировании пробандов с вариантами С-полиморфизмз xpovocoM нет необходимости в пренатальной диагностике данных вариантов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Наааренко С. А. Делеция гетерохроматина Y-хромосомы у нижнеобских хантов // V Всесоюзн. симп. "Молекулярные механизмы генети-

' ческих процессов". М. , 1983. - С. 77. .

2. ■ Наэаренко С. А. , Бурмакина ¡0.0., Ялова Я Ф. Цитогенетическая характеристика коренных ' народностей Западной Сибири // I Всесоюзн. съо8Д медицинских генетиков. Тезисы докл. М., 1983. - С. 239-240.

3. Наэаренко С. А. , Пузырев а П. , Высокая частота субтотальной делеции гетерохроматина Y-хромосомы у никнеобских хантов // Генетика. - 1984. - Т. 20. N 9. - С. 1549-1553.

4. Nasarenko S.A. , Puzyrev V. P. Genetlo drift of marker Y-chromosome del(Y)(ql2) in Khanty from lower Ob river // Hum Genet. -1685. V. 71. N 2. - P. 100-102.

б. Наэаренко С. A. Возрастная изменчивость гетерохроматических районов хромосом человека // IV Всесоюзн. конф. "Адаптация человека к климато-географическим»условиям и первичная профилактика". Тезисы докл. Новосибирск. 1986. Т. 2. - С.- 205-206.

6. Галактионов 0. К., Пузырев R П. , Наэаренко С. А., Ефимов В. М., Наэаренко Л. П. К гипотезе об "эгоистической" ДНК. // IV Всесоюзн конф. "Адаптация человека к климато-географическим условиям и первичная профилактика". Новосибирск, 1986. Т. 2. - С. 203-204.

7. Наэаренко С. А. О реципрокной изменчивости содержания Q-re-терохроматина в геноме человека // Бюлл. экспер. биологии и медицины. - 1986. N б. - С. 736-738.

8. Пузырев R П. , Лемза 0. Е , Галактионов 0. К. , Назаренко С. А.

Уровень гетерозиготности и вариабельность морфофизиологических параметров у коренного населения обского Севера //."Комплексные гигиенические исследования здоровья сельского населения Сибири". Барнаул, 1986. - С. 89-90.

9. Назаренко С. А. , Меланич В. П. , Еабалина Е М. Цитогенетическая диагностика в системе профилактики наследственной патологии. // Всесоюзн. симп. "Актуальные вопросы профилактики наследственных болезней". Вильнюс, 1986. - С. 87-88.

10. Васильев Е В., Пузырев В. IL , - - Подоплекин R Д., Рузаев Л. Е , Абанина Т. А. , Назаренко С. А. , Лемза С. В. , Назаренко Л. П. Комплексное клшшко-генетическое исследование коренных народностей Западной Сибири // Кзд-во Томского ун-та. 1987. - 165 с.

11. Назаренко С. А., Пузырев В. П., Ялова М. Ф. , Лемза С. а Антро-по- и клинико-генетическое изучение популяций Западной Сибири. Сообщение II. Популяционно-генетическое исследование северных хантов по флюресцентному полиморфизму хромосом // Генетика. - 1987. Т. 23. N 3. - С. 493-50о.

12. Назаренко С. А., Назаренко Л. Е , Баранова В. А. Внутрииндиви-дуальный полиморфизм Y-хромосомы человека как следствие делеции гетерохроматинового блока // Генетика. - 1987. Т. 23. N 5. - С. 918921.

. 13. Назаренко С. А. Возрастная динамика флюресцентного полиморфизма хромосом человека // Цитология и генетика. - 1987. Т. 21. N 3. - С. 183-186.

14. Назаренко С. А. К оценке значимости структурно-функционального полиморфизма хромосом в развитии человека // V съезд ВОГиС им. Е И. Вавилова. Тезисы докл. М.: Наука, 1987. Т. 2. - С. 80-81. .

• 15. Назаренко С. А., Баранова В. А., Карташева 0. Г., Карагеоргий tt М. Цитогенетика нарушения репродуктивной функции человека в практике медико-генетического консультирования // I Болгаро-советский симпозиум "Организация, проблемы и достижения медико-генетического консультирования". Тезисы докл. Варна, 1987. - С. 10.

16. Назаренко С.А., Назаренко Л.Е., Баранова RA. Трисомия по дистальному участку 15q, обусловленная семейной сбалансированной транслокацией t(15;16)(q24;pl3) и необычный мозаицизм у матери про-банда // Цитология и генетика; - 1987. Т. 21. N 6. - С. 434-437.

17. Пузырев R Е , Лемза С. R , Назаренко С. А. Комплексное медико-

генетическое изучение популяций Западной Сибири. Сообщение IV. Многомерный статистический анализ взаимосвязей между количественными и полиморфными мокогенными признаками // Генетика. - 19£<. Т. 24. N 8. - 'С. 1478-1487.

18. Наэаренко С. А. Некоторые нерешенные вопросы в оценке летальных эффектов хромосомных аномалий во внутриутробном периоде развития человека // I съезд медицинских генетиков Украинской ССР. Тезисы докл.' Львов, 1988.' - С. 155.

19. Назаренко С. А. , Пузырев 5. П. Гетерохроматин Y-хромосомы и морфофизиологические особенности организма человека // IV Всесоган. симп. "Генетические маркеры в антропогенетике и медицине". Тезисы докл. Хмельницкий, 1988. - С. 61-62.

20. Nazarenko S.A. Cytogenetlo study of the pathology of early human ontogenesis // 21-st symposium ' on cytogenetlcs. Abstracts. . Prague, .1988. - P. 115.

21. Назаренко С. A., Карагеоргий R M. , Суханова E E Прямая коли? чественная оценка размеров С-сегментов хромосом человека // Билл, экспер. биологии и медицины. - ¿988. N 10. - С. 483-484.

22. Nazarenko S. А. , Kartasheva 0. G. Nucleolus organizer région variants ln тал and prénatal sélection // Genome. - 1988. V. 30. Suppl. 1. - P. 74.

23. Назаренко С. A., Гынгазов П. С., Островская ' M. Г., Суханова L а , Васильева Е. О. Цитогенетические аспекты мужского бесплодия // 'Современные вопросы репродуктологии". Тезисы докл.' юбилейной конф., освященной 30-летию НИИ репродукции человека им. И. Ф. Иордания, биллей, 1988. - С. 49-60.

24.- Наэаренко С, А., Карагеоргий H. М. Полиморфные варианты хромо-зм в раннем эмбриогенезе человека // "Хромосомы человека в норме и зтологии". Конф. памяти А. Ф. Захарова. М. : Наука, 1988..'- С. 35-43. .

25. Назаренко С. А. Цитогенетика и патология эмбрионального разиня человека // "Актуальные проблемы медицинской эмбриологии". !зисы докл. регион, конф. Иркутск, 1988. - С. 50-51.

26. Назаренко С. А., Островская М. Г. , Васильева Е. 0., Кирпоти-

JL Е Цитогенетическая диагностика наследственной патологии в ме-

ко-генетическом консультировании // Еюлл. Томского научного цент' АМН СССР. Вып. I. Томск, 1989. Кзд-во Том. ун-та. - С. 84-91.

27. Наэаренко С. А. Роль цитогенетическнх исследований при медико

-генетическом консультировании Сольных с наследственной патологией // I Республ. научная конф. медицинских генетиков Таджикистана. Душанбе, 1989. -' С. .100-102.

28. Назаренко С. А., Карагеоргий Н. М. Исследование связи гетеро-хроматиноЕЫх районов хромосом с эмбриональностью у человека // "Генетика человека и патология". Вып. I. Томск, 1990. Иэд-во Томского, ун-та - С. 76-83.

29. Назаренко С. А., Пузырев В. П., Протасов К Т. , Островская М, Г. Гетерохроматин У-хромосомы и изменчивость морфофизиологических признаков человека // Генетика. - 1989. Т. 25. N 7. - С. 1286-1293.

30. Назаренко С. А., Суханова а Е С-полиморфизм хромосом у мужчин с азооспермией // Цитология и генетика. - 1991. Т. 25. N 1. -С. 61-65.

31. Назаренко С. А. .Цитогенетика человека - практическому здравоохранению // Научно-практ. конф. "Сундангнтальные науки - медицине и здравоохранению". Иркутск, 1989. Т. 1. - С. 95-96.

32. Назаренко С. А. Полиморфнам хромосом и онтогенез человека: проблемы и перспективы исследования // "Генетика человека и патология". Материалы I итоговой конф. НИИ медицинской генетики ТНЦ АМ11 СССР. Томск, 1989. Иэд-во Томского ун-та. - С. 26-27.

■ 33. Назаренко С. А., Кутмин А. И. Стратегия молекулярно-генетичес-ких исследований эмбрионального раавити« человека и его нарушений // "Генетика человека и патология". - Материалы I итоговой конф. НИИ медицинской генети! ; ТНЦ АМН СССР. Томск, 1989. Изд-во Томского унта. - С. ?8-29.

34, Ооминцев В. А., Назаренко С. А. Флюоресцентный полиморфизм хромосом человека и его связь с морфофиэиологическими признаками // "Генетика человека и патология". Материалы I итоговой конф, • НИИ медицинской генетики ТНЦ АМН СССР. Томск, 1989. Иэд-во Томского ун-та. - С. 45.

35. Назаренко С. А., Карташева 0. Г., Карагеоргк/: Н. М. Цитогенети-ческое исследование абортируемого материала с целью прогноза состояния здоровья матери и потомства // Методические рекомендации. КО СССР. - М. , 1990. - 16 с. ^

Назаренко С. А. , Карташева О. Г., Соловьева С. Ю. <£енотйпичес-кий эффект функционирования ядрышкообразующих районов хромосом человека // Генетика. - 1990. Т. 26. N 11. - С. 2058-2064.

3?. Назаренко С. А,, Карагеоргий IL М. , Карташэва 0. Г. Структурно-фуикцконалын-гй полиморХпэм хромосом и пренатальный отбор у человека // II Всссоган. съезд медицинских генетиков. Тезисы до).'. R, 1990. - С. "313-314.

28. Филиппова 0. , Назарепко Л. П., Наяаренко С. А., Васильева П. О. , Днденко Л, Ii Ирзнатальная диагностика в системе генетического диспансера // "К 100-лс-тпю кафедры акушерства и гинекология ТНК". Тс-висы даел. Томск, 1031. С. 37.

39. ÍJazareriko S.A., Puayrov »V. P. , Lerna S.V. Y chro.TCGoro hstorcohro^itin and burm rorphophyslolcgical variability // Acta G-notlca Sínica - 1091. V. 18. II 5. - P. 424-430.

40. Нпзорэш» С. А. , Глртегэвз 0. Г. Сравнительный анализ шетив-гоати язрь'лссоОрг.эукггт гг-йозов хромссол у спонтанных и медицинских азсртусоо // Геиэткка. - 1991. Т. 27. И G. - С. 1035-1103.

С. Y

Информация о работе

Назаренко, Сергей Андреевич
доктора биологических наук
Москва, 1992
ВАК 03.00.15

Автореферат

Похожие работы