ISSN 0564-3783  



Головна
Контакти
Архів  
Тематика журналу
Підписка
До уваги авторів
Редколегія
Мобільна версія


In English

Export citations
UNIMARC
BibTeX
RIS





Генетические модификаторы фенотипа спинальной мышечной атрофии

Грищенко Н.В., Юрченко А.А., Караман А.С., Лившиц Л.А.

Оригінальна работа 




Проксимальная спинальная мышечная атрофия (СМА) – аутосомно-рецессивное нейродегенеративное заболевание, обусловленное гомозиготной делецией 7-го экзона гена SMN1. Цель работы: анализ ассоциации аллельного полиморфизма теломерных генов SMN1, NAIP и центромерного гена SMN2 области 5q13 с клиническим фенотипом СМА. Показано, что гомозиготный генотип с теломерной делецией, которая охватывает не только SMN1, но еще и ген NAIP, достоверно чаще наблюдается у пациентов с самым тяжелым типом СМА. Три и более копии SMN2 ассоциировано с более легким фенотипом, количество копий SMN2 намного сильнее влияет на фенотип СМА, чем протяженность теломерной делеции. Установлено, что у СМА-пациентов с гомозиготной делецией SMN1 и NAIP достоверно чаще выявляют 1 копию SMN2. Это может свидетельствовать о наличии большой делеции, охватывающей все три исследуемых гена и ассоциированной с тяжелым типом СМА. Отмечено, что врожденная СМА (0 тип) достоверно реже встречается у девочек, что может указывать на наличие генов модификаторов СМА на Х-хромосоме.

РЕЗЮМЕ. Проксимальная спінальна м’язова атрофія (СМА) – аутосомно-рецесивне нейродегенеративне захворювання, обумовлене гомозиготною делецією 7-го екзона гена SMN1. Мета роботи: аналіз асоціації алельного поліморфізму теломерних генів SMN1, NAIP і центромерного гена SMN2 ділянки 5q13 з клінічним фенотипом СМА. Показано, що гомозиготний генотип з теломерною делецією, в якій залучено не тільки ген SMN1, але й ген NAIP, достовірно частіше спостерігається у пацієнтів з найважчим типом СМА. Три і більше копії SMN2 асоційовані з легшим фенотипом, кількість копій SMN2 набагато сильніше впливає на фенотип СМА, ніж протяжність теломерної делеції. Встановлено, що у СМА-пацієнтів з гомозиготною делецією SMN1 і NAIP достовірно частіше виявляють 1 копію SMN2. Це може свідчити про наявність великої делеції, яка охоплює всі три досліджуваних гена і асоційована з важким типом СМА. Відзначено, що вроджена СМА (0 тип) достовірно рідше зустрічається у дівчат, що може вказувати на наявність генів модифікаторів СМА на Х-хромосомі.

Ключові слова: спінальна м'язова атрофія, SMN1, NAIP, SMN2, фенотип, гендер
спинальная мышечная атрофия, SMN1, NAIP, SMN2, фенотип, гендер

Цитологія і генетика 2020, том 54, № 2, C. 52-60

  1. Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, 03680, Киев, ул. академика Заболотного, 150, Украина
  2. УНЦ «Институт биологии и медицины» Киевского национального университета имени Тараса Шевченко, 03022, Киев, пр­т академика Глушкова, 2, Украина

E-mail: dnatest imbg.org.ua

Грищенко Н.В., Юрченко А.А., Караман А.С., Лившиц Л.А. Генетические модификаторы фенотипа спинальной мышечной атрофии, Цитологія і генетика., 2020, том 54, № 2, C. 52-60.

В "Cytology and Genetics". Якщо тільки можливо, цитуйте статтю по нашій англомовній версії:
N. V. Hryshchenko, A. A. Yurchenko, H. S. Karaman & L. A. Livshits Genetic Modifiers of the Spinal Muscular Atrophy Phenotype, Cytol Genet., 2020, vol. 54, no. 2, pp. 130–136
DOI: 10.3103/S0095452720020073


Посилання

1. Ogino, S. and Wilson, R., Spinal muscular atrophy: molecular genetics and diagnostics, Expert.Rev., 2004, vol. 4, no. 1, pp. 15–29. https://doi.org/10.1586/14737159.4.1.15

2. Mesfin, A., Sponseller, P.D., and Leet, A.I., Spinal muscular atrophy: manifestations and management, J. Am. Acad. Orthop. Surg., 2012, vol. 20, no. 6, pp. 393–401. https://doi.org/10.5435/JAAOS-20-06-393

3. Grotto, S., Cuisset, J.M., Marret, S., Drunat, S., Faure, P., Audebert-Bellanger, S., Desguerre, I., Flurin, V., Grebille, A.G., Guerrot, A.M., Journel, H., Morin, G., Plessis, G., Renolleau, S., Roume, J., Simon-Bouy, B., Touraine, R., Willems, M., Frébourg, T., Verspyck, E., and Saugier-Veber, P., Type 0 spinal muscular atrophy: further delineation of prenatal and postnatal features in 16 patients, J. Neuromuscul. Dis., 2016, vol. 3, no. 4, pp. 487–95. https://doi.org/10.3233/JND-160177

4. Butchbach, M.E., Copy number variations in the survival motor neuron genes: implications for spinal muscular atrophy and other neurodegenerative diseases, Front. Mol. Biosci., 2016, vol. 10, no. 3, pp. 7. https://doi.org/10.3389/fmolb.2016.00007

5. Jedrzejowska, M., Milewski, M., and Zimowski, J., Phenotype modifiers of spinal muscular atrophy: the number of SMN2 gene copies, deletion in the NAIP gene and probably gender influence the course of the disease, Acta Biochim. Pol., 2009, vol. 56, no. 1, pp. 103–111.

6. Groen, E.J.N., Perenthaler, E., Courtney, N.L., Jordan, C.Y., Shorrock, H.K., van der Hoorn, D., Huang, Y.-T., Murray, L.M., Viero, G., and Gillingwater, T.H., Temporal and tissue-specific variability of SMN protein levels in mouse models of spinal muscular atrophy, Hum. Mol. Genet., 2018, vol. 27, no. 16, pp. 2851–2862. https://doi.org/10.1093/hmg/ddy195

7. Alrafiah, A., Alghanmi, M., Almashhadi, S., Aqeel, A., and Awaji, A., The expression of SMN1, MART3, GLE1 and FUS genes in spinal muscular atrophy, Folia Histochem. Cytobiol., 2018, vol. 56, no. 4, pp. 215–221. https://doi.org/10.5603/FHC.a2018.0022

8. Aquilina, B. and Cauchi, R.J., Genetic screen identifies a requirement for SMN in mRNA localisation within the Drosophila oocyte, BMC Res. Notes, 2018, vol. 11, no. 1, p. 378. https://doi.org/10.1186/s13104-018-3496-1

9. Beattie, C.E. and Kolb, S.J., Spinal muscular atrophy: selective motor neuron loss and global defect in the assembly of ribonucleoproteins, Brain. Res., 2018, vol. 1693 (Pt. A), pp. 92–97. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2018.02.022

10. Mattis, V.B., Butchbach, M.E., and Lorson, C.L., Detection of human survival motor neuron (SMN) protein in mice containing the SMN2 transgene: applicability to preclinical therapy development for spinal muscular atrophy, J. Neurosci. Methods, 2008, vol. 175, no. 1, pp. 36–43. https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2008.07.024

11. Butchbach, M.E., Rose, F.F., Jr., Rhoades, S., Marston, J., McCrone, J.T., Sinnott, R., and Lorson, C.L., Effect of diet on the survival and phenotype of a mouse model for spinal muscular atrophy, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2010, vol. 391, no. 1, pp. 835–40. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2009.11.148

12. Rouault, F., Christie-Brown, V., and Broekgaarden, R., Disease impact on general well-being and therapeutic expectations of European type II and type III spinal muscular atrophy patients, Neuromuscul. Disord., 2017, vol. 27, no. 5, pp. 428–438. https://doi.org/10.1016/j.nmd.2017.01.018

13. Gidaro, T. and Servais, L., Nusinersen treatment of spinal muscular atrophy: current knowledge and existing gaps, Dev. Med. Child. Neurol., 2019, vol. 61, no. 1, pp. 19–24. https://doi.org/10.1111/dmcn.14027

14. Maniatis, T., Fritsch, E.E., and Sambrook, J., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 4th ed., Cold Spring Harbor Laboratory, 2012.

15. Stabley, D.L., Harris, A.W., Holbrook, J., Chubbs, N.J., Lozo, K.W., Crawford, T.O., Swoboda, K.J., Funanage, V.L., Wang, W., Mackenzie, W., Scavina, M., Sol-Church, K., and Matthew, E.R., Butchbach SMN1 and SMN2 copy numbers in cell lines derived from patients with spinal muscular atrophy as measured by array digital PCR, Mol. Genet. Genom. Med., 2015, vol. 3, no. 4, pp. 248–257.https://doi.org/10.1002/mgg3.141

16. Feldkötter, M., Schwarzer, V., Wirth, R., Wienker, T.F., and Wirth, B., Quantitative analyses of SMN1 and SMN2 based on real-time LightCycler PCR: fast and highly reliable carrier testing and prediction of severity of spinal muscular atrophy, Am. J. Hum. Genet., 2002, vol. 70, pp. 358–368.https://doi.org/10.1086/338627

17. Anhuf, D., Eggermann, T., Rudnik-Shöneborn, S., and Zerres, K., Determination of SMN1 and SMN2 copy number using TaqMan technology, Hum. Mutat., 2003, vol. 22, pp. 74–78. https://doi.org/10.1002/humu.10221

18. Soloviov, O.O., Livshits, G.B., Podlesnaya, S.S., and Livshits, L.A., Implementation of the quantitative Real-Time PCR for the molecular-genetic diagnostics of spinal muscular atrophy, Biopolym. Cell, 2010, vol. 26, no. 1, pp. 51–55. https://doi.org/10.7124/bc.000144

19. Solov’ev, A.A., Grishchenko, N.V., and Livshits, L.A., Spinal muscular atrophy carrier frequency in Ukraine, Genetika, 2013, vol. 49, no. 9, pp. 1126–1133. https://doi.org/10.1134/S1022795413080140

20. Boratyn, G.M., Camacho, C., and Cooper, P.S., BLAST: a more efficient report with usability improvements, Nucleic Acids Res., 2013, vol. 41, pp. W29–W33. https://doi.org/10.1093/nar/gkt282

21. Wangkumhang, P. and Chaichoompu, K., WASP: a Web-based Allele-Specific PCR assay designing tool for detecting SNPs and mutations, BMC Genomics, 2007, vol. 14, no. 8, pp. 275. https://doi.org/10.1186/1471-2164-8-275

22. Casper, J. and Zweig, A.S., The UCSC Genome Browser database: 2018 update, Nucleic Acids Res., 2018, vol. 46 (database issue), pp. D762–D769. https://doi.org/10.1093/nar/gkx1020

23. Livak, K.J. and Schmittgen, T.D., Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2 CT method, Methods, 2001, vol. 25, pp. 402–408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262

24. Cusco, I. and Barcelo, M., Characterisation of SMN hybrid genes in Spanish SMA patients: de novo, homozygous and compound heterozygous cases, Hum. Genet., 2001, vol. 108, pp. 222–229. https://doi.org/10.1007/s004390000452

25. Ping, F. and Liang, L., Molecular characterization and copy number of SMN1, SMN2 and NAIP in Chinese patients with spinal muscular atrophy ànd unrelated healthy controls, BMC Musculoskeletal Disord., 2015, vol. 16, pp. 11–15. https://doi.org/10.1186/s12891-015-0457-x

26. Crawford, T.O., Paushkin, S.V., and Kobayashi, D.T., Evaluation of SMN protein, transcript, and copy number in the biomarkers for spinal muscular atrophy (BforSMA) clinical study, PLoS One, 2012, vol. 7, no. 4. e33 572. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0033572

27. Ogino, S., Gao, S., Leonard, D.G., Paessler, M., and Wilson, R.B., Inverse correlation between SMN1 and SMN2 copy numbers: evidence for gene conversion from SMN2 to SMN1, Eur. J. Hum. Genet., 2003, vol. 11, no. 3, pp. 275–281. https://doi.org/10.1038/sj.ejhg.5200957

28. Chen, T.H. and Tzeng, C.C., Identification of bidirectional gene conversion between SMN1 and SMN2 by simultaneous analysis of SMN dosage and hybrid genes in a Chinese population, J. Neurol. Sci., 2011, vol. 308, no. 1–2, pp. 83–89. https://doi.org/10.1016/j.jns.2011.06.002

Copyright© ICBGE 2002-2021 Coded & Designed by Volodymyr Duplij Modified 24.09.21