Хромосомы представляют собой нуклеопротеидные структуры, которые находятся в ядре эукариотической клетки, содержащей ядро. Хромосомы наиболее заметны в таких фазах клеточного цикла, как митоз и мейоз. Далее в статье будет приведено описание этих структур. Выясним также, сколько пар хромосом у человека.
Хромосомы представляют собой нуклеопротеидные структуры, которые находятся в ядре эукариотической клетки, содержащей ядро. Хромосомы наиболее заметны в таких фазах клеточного цикла, как митоз и мейоз. Далее в статье будет приведено описание этих структур. Выясним также, сколько пар хромосом у человека.
Виды мутационной изменчивости
Геномная изменчивость (характеризуется изменением численности хромосом).
2) Хромосомные аберрации (характеризуется изменением специфики хромосом).
3) Генная изменчивость (характеризуется изменением структуры гена). Наиболее распространёнными из этих трёх типов являются генные мутации. Их итогом являются необратимые изменения в организме, например, утрата каких-то органов или их преобразование и т.п.
Вы узнаете:
Какие существуют причины снижения шансов забеременеть после 40 лет.
Как определить запас яйцеклеток в яичниках.
Что нужно сделать, чтобы забеременеть в этом возрасте?
Вы узнаете:
Какие существуют причины снижения шансов забеременеть после 40 лет.
Как определить запас яйцеклеток в яичниках.
Что нужно сделать, чтобы забеременеть в этом возрасте?
Виды мутационной изменчивости
Геномная изменчивость (характеризуется изменением численности хромосом).
2) Хромосомные аберрации (характеризуется изменением специфики хромосом).
3) Генная изменчивость (характеризуется изменением структуры гена). Наиболее распространёнными из этих трёх типов являются генные мутации. Их итогом являются необратимые изменения в организме, например, утрата каких-то органов или их преобразование и т.п.
Вы узнаете:
Какие существуют причины снижения шансов забеременеть после 40 лет.
Как определить запас яйцеклеток в яичниках.
Что нужно сделать, чтобы забеременеть в этом возрасте?
Вы узнаете:
Какие существуют причины снижения шансов забеременеть после 40 лет.
Как определить запас яйцеклеток в яичниках.
Что нужно сделать, чтобы забеременеть в этом возрасте?
Основные положения мутационной теории
(Г. де Фриз, 1901-1903 г.г.):
1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно;
2. Мутации — качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение;
3. Мутации возникают ненаправленно (спонтанно), то есть мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков;
4. Сходные мутации могут возникать неоднократно;
5. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными.
Пятый том «Энциклопедии Русской Мысли»,— Монография П.П. Гаряева «Волновой геном» посвящена теоретическому и экспериментальному обоснованию нового направления в биологии — волновой генетике. Предлагаемое положение о кодовых полях распределенной системы хромосомных излучателей (в дополнение к известному матричному синтезу белков) представляет не только теоретический интерес, но имеет также большое практическое значение. Уже сейчас видны перспективы его использования в онкологии, геронтологии и других разделах медицины, а также в сельском хозяйстве, молекулярной биотехнологии и электронике. Такой комплексный подход к анализу работы генетического аппарата позволяет понять механизмы фрактальной свертки пространственно-временных характеристик биосистемы в ее хромосомах с учетом их микроокружения. Этот механизм включает голографическую память и речевую структуру ДНК. Последнее особенно актуально и переводит понятие ДНК-«текстов» из области метафор в хорошо формализованное русло математической лингвистики и лингвистической генетики. В работе затронута проблема связи структуры сознания и структуры генома как систем, оперирующих фрактальными знаковыми построениями, универсальной пластической единицей которых является Слово.
Теоретические исследования с позиций физики проведены на примерах двух связанных генераторов, приближенно моделирующих топологию и электродинамику ДНК в составе хромосом. Схема генератора предложена А. А. Березиным (ОТП РАН) и существенно модифицирована впоследствии П. П. Гаряевым (ОТП РАН) и Г. Г. Комиссаровым (ИВТ РАН). Обсуждается явление возврата Ферми-Паста-йОгама как процесс солитонообразования в ДНК и физико-математическая модель голографической памяти в хромосомах. В экспериментах с использованием спектроскопии корреляции фотонов проведено доказательство генерации гелями ДНК in vitro 3.
П.П. Гаряев «Волновой геном», Издательство «Общественная польза» 1993 г. ISBN 5-85617-100-4.
1. № 8-2003
Анализ микроделеций в локусе AZF у мужчин с
бесплодием: совместный опыт исследований
ЧЕРНЫХ В.Б., КУРИЛО Л.Ф., ШИЛЕЙКО Л.В., ШИРШОВА Л.С., ЧУХРОВА А.Л.,
1
КОВАЛЕВСКАЯ Т.С., ПОЛЯКОВ А.В.;
2
ГОГОЛЕВСКИЙ П.А., КАЛУГИНА А.С., МОРИНА Г.В.;
3
ТОГОБЕЦКИЙ А.С., ЗДАНОВСКИЙ В.М.;
4
ГОГОЛЕВСКАЯ И.К., КРАМЕРОВ Д.Н.
1 — ГУ Медико-генетический научный центр РАМН, Москва
2 — Центр планирования семьи и репродукции, Москва
3 — Центр лечения бесплодия «ЭКО», Москва
4 — Институт молекулярной биологии им. Энгельгардта, Москва
Одной из наиболее частых генетических причин бесплодия у мужчин являются делеции в локусе AZF*,
локализованном на длинном плече Y-хромосомы (Yq11), которые приводят к различной степени наруше-
ния сперматогенеза, от сниженной его активности до синдрома клеток Сертоли, проявляясь чаще всего
азооспермией или олигозооспермией тяжелой степени. Б ходе крупномасштабного клинико-генетиче-
ского обследования 514 мужчин с бесплодием проведен анализ микроделеций в локусе AZF. В 43 случаях
выявлены делеции Y-хромосомы: 2 микроделеции AZFa, 8 делеций AZFb-c и 33 микроделеции в субрегионе
AZFc. Частота обнаруженных делеций Y-хромосомы среди мужчин с азооспермией и олигозооспермией
тяжелой степени составила соответственно 12,7% и 8%. Детальный молекулярно-генетический ана-
лиз позволил уточнить границы делеций и выявить их различную протяженность. Данные комплексного
обследования пациентов с различными типами AZF-делеций подтверждают гено-фенотипические кор-
реляции, выявленные другими исследователями.
Введение чиной бесплодия у мужчин являются делеции
Результаты многочисленных исследований роли Y-хромосомы, захватывающие локус AZF. Делеции
генетических факторов в этиологии бесплодия убе- AZF-локуса связаны с различной степенью наруше-
дительно доказывают их ведущее место в структуре ния сперматогенеза от умеренного снижения его ак-
нарушений репродуктивной функции как у мужчин, тивности (гипосперматогенез) или блока спермато-
так и у женщин. Так, генетические факторы обу- генеза до практически полного отсутствия половых
славливают, по крайней мере, 30—50% всех случаев клеток в семенных канальцах — СКС [2, 3, 9, 10, 26,
тяжелых форм бесплодия у мужчин. Помимо анома- 34, 45, 57].
лий кариотипа наиболее частой генетической при- Азооспермия и олигозооспермия тяжелой степе-
ни являются одними из наиболее тяжелых форм на-
рушения сперматогенеза и составляют 10—20% и
*Словарь терминов и сокращений: 15—20% соответственно от всех нарушений репро-
Азооспермия — отсутствие сперматозоидов в эякуляте.
AZF (Azoospermia Factor) - "фактор азооспермии" - участок дуктивной функции у мужчин при измененных по-
длинного плеча Y-хромосомы, содержащий гены, контролирующие казателях спермограммы. С помощью имеющихся в
сперматогенез. настоящее время методов цитогенетической и моле-
DAZ (Deleted in Azoospermia) — кандидатный ген субрегиона AZFc
на фактор азооспермии ("делетированный при азооспермии"). кулярно-генетической диагностики макро- и мик-
ИКСИ (ICSI, Intracytoplasmic Sperm Injection) — один из методов роделеции Y-хромосомы, захватывающие локус
ЭКО путем введения единичного сперматозоида в цитоплазму AZF, удается обнаружить у 10—15% мужчин с азо-
яйцеклетки.
КА НПК — количественный анализ незрелых половых клеток из оспермией и у 5—10% мужчин с олигозооспермией
эякулята. тяжелой степени [3, 10, 26, 45, 51, 57].
Олигозооспермия — сниженное количество сперматозоидов в Впервые роль делеций локуса Yq11 в этиологии
эякуляте (менее 20 млн/мл); при олигозооспермии тяжелой степени -
менее 5 млн/мл. нарушения сперматогенеза и бесплодия у мужчин
СКС (синдром клеток Сертоли, или синдром «только клетки была показана в 1976 г. Tiepolo и Zuffardi [55]. Даль-
Сертоли») — гистологический синдром, характеризующийся нейшие цитогенетические и молекулярно-генетиче-
отсутствием половых клеток во всех (CKCI) или части семенных
канальцев (СКСII. ские исследования позволили с помощью STS-тех-
ТЕЗА (TESA, Testicular Sperm Aspiration) — аспирация нологии (sequence-tagged sites) построить детальную
сперматозоидов из ткани яичка.
ТЕЗЕ (TESE, Testicular Sperm Extraction) — экстракция
карту Y-хромосомы, включающую 43 делеционных
сперматозоидов из ткани яичка. интервала [58]. Было подтверждено наличие в дис-
ЭКО — экстракорпоральное оплодотворение. тальной части длинного плеча Y-хромосомы локуса
Медицинская генетика. Т. 2. № 8. 2003 367
2. НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ
AZF, делеции которого ответственны за нарушение в России была начата программа по генетическому
сперматогенеза. В 1996 г. Vogt и соавт. на основе по- скринингу мужчин с бесплодием на наличие микро-
лученных данных о локализации и размере делеций, делеций Y-хромосомы. Ниже будут приведены
выявленных у 26 мужчин, предложили выделить в обобщенные данные, полученные по этим меди-
локусе Yq11.21-q11.23 три неперекрывающихся суб- цинским центрам.
региона: AZFa, AZFb и AZFc [57]. За истекший период было обследовано 514 паци-
Впоследствии для каждого субрегиона были вы- ентов с первичным бесплодием. На основании резу-
делены кандидатные гены, ответственные за нару- льтатов спермиологического исследования все муж-
шение сперматогенеза: для AZFa — USP9Y чины с бесплодием были разделены на 3 группы
(DFFRY) и DBY, для AZFb - RBMY, для AZFc-pe- (табл. 1). В первую группу отобрали 213 пациентов с
гиона — DAZ [24, 39, 45]. Для каждого гена были азооспермией, во-вторую — 198 с олигозооспер-
выявлены гомологи, локализованные как на Х-хро- мией тяжелой степени, в третью — 103 с другими
мосоме, так и на аутосомах. Определены нуклеотид- формами патозооспермии (при количестве сперма-
ная последовательность и размер каждого субрегио- тозоидов более 5 млн/мл). Контрольную группу об-
на: AZFa около 800 т.п.н., AZFb — 3,2 млн.п.н. и следованных составили 57 здоровых (фертильных)
AZFc - 3,5 млн.п.н. [13, 20, 32, 36, 47, 51, 53, 54]. мужчин.
Строгой зависимости степени и стадии наруше- Обследование, проведенное пациентам, включа-
ния сперматогенеза от локализации и размера деле- ло общеклиническое, общее и специальное андро-
ций локуса AZF получено не было, однако ряд об- логическое исследование, сперматологическое
щих генофенотипических корреляций удалось выя- (стандартное спермиологическое исследование,
вить [2, 10, 26, 34, 57]. Было установлено, что более КА НПК и в некоторых случаях — гистологическое
крупные делеции, захватывающие два или три суб- исследование биоптата яичка), цитогенетическое
региона, а также AZFa-микроделеции ассоциирова- (анализ кариотипа по лимфоцитам периферической
ны с более тяжелым нарушением сперматогенеза крови) и молекулярно-генетическое исследование
(СКС); наиболее частые делеции субрегиона AZFc (анализ микроделеций Y-хромосомы).
и AZFb+c характеризуются различной степенью на- Спермиологический анализ эякулята выполняли
рушения сперматогенеза от снижения сперматоген- по стандартной методике, рекомендованной ВОЗ
ной активности или блока сперматогенеза до СКС (WHO, 1992; 1999) [59]. КА НПК из осадка эякулята
[3, 9, 26, 34, 45, 57]. проводили по методу, предложенному проф.
В настоящее время для мужчин с тяжелой фор- Л.Ф. Курило и соавт. [6]. Гистологическое исследо-
мой олигозооспермии единственно эффективным вание биоптата яичка было выполнено по общепри-
методом преодоления бесплодия является ИКСИ, а нятой методике, описанной ранее [9]. Цитогенети-
для пациентов с азооспермией — ИКСИ в сочета- ческое исследование проводили по общепринятой
нии с извлечением тестикулярных сперматозоидов с методике, используя GTG-окрашивание [4]. Резу-
помощью ТЕЗА или ТЕЗЕ [3]. В ряде случаев испо- льтаты цитогенетического исследования приведены
льзование репродуктивных технологий позволяет согласно Международной системе номенклатуры
иметь собственных детей мужчинам, несущим деле- цитогенетики человека [28].
ции Y-хромосомы [41, 42, 50]. Однако следует отме-
тить наличие у них риска передачи данной делеции Объект исследования
Y-хромосомы мальчикам (в 100% случаях), а также Исследованы образцы ДНК, выделенной из кро-
повышенного риска рождения детей с мозаициз- ви 514 мужчин с бесплодием, а также 57 фертиль-
мом 45,X/46,XY (с синдромом Шерешевского—Тер- ных мужчин.
нера, смешанной дисгенезией гонад или другой Кровь получали методом венепункции в однора-
формой гермафродитизма) [33, 44, 49]. Поэтому зовые пластиковые пробирки с консервантом (0,5М
всем пациентам с азооспермией или олигозооспер- раствор ЭДТА) в соотношении консервант/кровь —
мией тяжелой степени, а также мужчинам, которым 1:10. ДНК была выделена из лимфоцитов перифе-
планируется программа ЭКО в рамках комплексно- рической крови по стандартной методике [38].
го клинико-генетического обследования, необходи- Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) прово-
мо обязательное проведение анализа микроделеций дили на программируемом термоциклере МС2 про-
Y-хромосомы и последующего медико-генетическо- изводства фирмы «ДНК-технология» (Россия) с ис-
го консультирования [3, 9]. пользованием Taq-полимераз.
В ходе исследования было проанализировано
Материалы и методы 28 STS-маркеров, специфичных для Y-хромосомы.
С 1997 г. лабораторией генетики нарушений ре- Анализ микроделеций локуса AZF был проведен в
продукции совместно с лабораторией ДНК-диагно- соответствии с руководством по молекулярной диа-
стики ГУ МГНЦ РАМН, а с 1998 г. — Центром по гностике микроделеций Y-хромосомы (1999 г.) [51].
лечению бесплодия «ЭКО », а также Центром пла- Для обнаружения делеций применяли мультиплекс-
нирования семьи и репродукции г. Москвы впервые ную амплификацию (МПА), предложенную дан-
368
3. № 8-2003
ным руководством в собственной модификации. На 2. Субрегион AZFb:
первом этапе анализа выполняли детектирование sY135 (+), sY114 (-) (проксимальная граница);
делеций в трех субрегионах AZF. Набор праймеров, sY143 (-), sY152 (+) (дистальная граница).
использованных на данном этапе, позволял иссле- 3. Субрегион AZFc:
довать 15 STS-маркеров, специфичных для AZF-ло- sY143 (+), sY152 (-) (проксимальная граница);
куса: sY157 (-), sY158 (+) (дистальная граница).
1) для субрегиона AZFa (интервал 5С-5Е): sY86; 4. Дистальный гетерохроматин длинного плеча
sY84; DBY1; DBY2; sY615; sY182 (KALY); Y-хромосомы (Yql2) - SY160/DYZ1.
2) для субрегиона AZFb (интервал 5N-6B): sY124, Реакционная смесь включала: 20 нг геномной
sY127, sY130, sY134, sY143; ДНК, 0,25 мкМ каждого олигопраймера, 250 мкМ
.3) для субрегиона AZFc (интервал 6D-6E): sY242, каждого dNTP в 25 мкл однократного буфера для
sY254 (DAZ), sY255 (DAZ), sY157. ПЦР (67 мМ Tris-HCl, pH 8,8, 16,6 мМ (NH4)2SO4,
Кроме того, в качестве «внутреннего» контроля 0,01% Twin-20), добавляли 1,5 единицы термофиль-
на присутствие в геномной ДНК фрагментов корот- ной ДНК-полимеразы, 20—30 мкл минерального
кого плеча Y-хромосомы использовали два маркера масла. ПЦР проводили в следующем режиме: пер-
— SRY (sY14) и ZFX/ZFY, — что позволяло выявить воначальная денатурация 95°С — 2 мин, 94°С — 45с,
наличие данных локусов и определить соответствие 65°С — 45 с, 72°С — 45 с, финальная достройка 72°С
фенотипического пола генотипическому. В качестве — 7 мин.
«внешнего положительного» контроля использова- Результаты амплификации оценивали методом
ли ДНК фертильного мужчины (контроль специ- электрофореза в 7%-ном ПААГ с последующим
фичности и чувствительности реакции), а внешнего окрашиванием в растворе бромистого этидия
отрицательного (контроль наличия загрязнения об- (0,1 мкг/мл в IxTBE).
разцов ДНК) — смесь реагентов, в которой вместо
ДНК присутствовала вода. Результаты
В случаях обнаружения делеций на втором этапе Среди 514 обследованных мужчин с бесплодием
исследования определяли их границы, исследуя ло- делеции локуса AZF были обнаружены у 43 (в 8,4%
кусы, которые располагались в прилегающих про- случаев) (табл. 1; рис. 1,2). Делеции Y-хромосомы
ксимальных и дистальных областях каждого субре- были выявлены только у пациентов с азооспермией
гиона AZF, предложенные руководством Simoni и или олигозооспермией тяжелой степени. В группе
соавт. [51]. мужчин с азооспермией делеции были обнаружены
1. Субрегион AZFa: у 27 пациентов (в 12,7% случаев), в группе с олиго-
sY82 (+), sY83 (-) (проксимальная граница); зооспермией тяжелой степени — 16 (в 8 % случаев).
sY87 (-), sY88 (+) (дистальная граница). Ни одной Y-делеции не было обнаружено в контро-
Таблица 1
Частота делеций локуса AZF в обследованных группах мужчин
Группы пациентов Количество Число обнаруженных Суммированные данные
обследованных делеций по частоте делеций
мужчин AZF-локуса AZF-локуса
Foresta (2001)
1. Азооспермия 213 27 (12,7%) 11%
2. Олигозооспермия
тяжелой степени 198 16 (8%) 8,2%
- кол-во сперматозоидов менее 1 млн/мл 127 14 (11%)
- кол-во сперматозоидов 1—5 млн/мл 71 2 (2,8%)
3. Астенотератозооспермия и другие формы патозоос- 103 0(0%) 0,7%
пермии (при кол-ве сперматозоидов более 5 млн/мл)
Контрольная группа 57 0(0%) 0,4%
(фертильные мужчины)
Всего пациентов 1— 2-й групп 411 43 (10,5%) 10,5%
(при кол-ве сперматозоидов 0—5 млн/мл)
Всего пациентов 1— 3-й групп 514 43 (8,4%) 7,5%*
* — показатель для «неотобранных» мужчин с бесплодием
Медицинская генетика. Т. 2. № 8. 2003 369
4. НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ
льной группе фертильных мужчин, а
также среди пациентов с астенотера-
тозооспермией или другими форма-
ми патозооспермии.
Чаще всего делеции располагались
в AZFc-субрегионе (76,7% делеций
Y-хромосомы) (табл. 2; рис. 2). На
втором месте по частоте встречаемо-
сти были делеции, захватывающие
субрегионы AZFb и AZFc (AZFb+c)
(9,3% случаев от всех обнаруженных
делеций Y-хромосомы). В четырех
случаях AZFb+c делеций с помощью
проведенного ранее цитогенетическо-
го анализа было показано наличие
терминальных делеций длинного пле-
ча Y-хромосомы. Микроделеции суб-
региона AZFa были выявлены только
у двух пациентов (4,7% случаев от всех
обнаруженных делеций локуса AZF).
Спермиологическая и гистологиче-
ская картина, выявленная нами у
мужчин с делециями локуса AZF,
была сходна с результатами других ис-
следований.
У обоих пациентов с микроделе- Таблица 2
циями AZFa-субрегиона отмечали Структура делеционных нарушений Y-хромосомы среди
азооспермию. Гистологическое ис- мужчин, у которых были обнаружены делеции локуса AZF.
следование биоптата яичка, прове- Характер нарушения %
денное у одного из них, позволило
Общее количество обнаруженных делеций AZF-ло- 43 100%
выявить СКС I (табл. 3; рис. 3). По куса
результатам молекулярного анализа у
Микроделеции AZFa-субрегиона 2 4,7%
этих пациентов область делеции за-
хватывала оба кандидатных гена суб- Микроделеции субрегионов AZFb+c (AZFb-c) 8 18,6%
региона AZFa - USP9Y и DBY. Микроделеции AZFc -субрегиона 33 76,7%
У всех мужчин с делециями Делеции локуса AZF, выявленные как молекулярно- 4 9,3%
AZFb+c, за исключением одного слу- генетическими, так и цитогенетическими методами
чая (код 40), по данным спермиологи- («макроделеции» Y-хромосомы)
ческого анализа отмечали азооспер-
мию. При гистологическом исследовании, выпол- тов биоптата яичка, выполненного у двух пациен-
ненном у одного из данных пациентов, половые тов, было установлено, что у одного из них (код 31)
клетки удалось обнаружить только в некоторых се- половые клетки отсутствовали в большинстве се-
менных канальцах (СКС II) (табл. 3; рис. 3). Прове- менных канальцев (СКС II), у другого (код 6) - от-
дение количественного КА НПК позволило выя- мечали признаки частичного блока в митозе и мейо-
вить блок сперматогенеза на стадиях прелептоте- зе (табл. 3; рис. 3). Кроме того, в двух случаях мик-
ны-зиготены профазы I мейоза. В четырех (коды 3, роделеций AZFc-субрегиона (коды 27, 37) было от-
4, 10, 32) из восьми случаев отсутствие субрегионов мечено повышение доли неразошедшихся сперма-
AZFb и AZFc было обусловлено наличием макроде- тид, что указывало на частичный блок сперматоге-
леций — терминальных делеций длинного плеча неза на стадиях деления созревания.
Y-хромосомы с точками разрыва в локусе Yq11.2
(табл. 3). Уточнение границ делеций AZFb+c у дан- Обсуждение
ных пациентов показало отсутствие всех исследо- Частота обнаружения микроделеций Y-хромо-
ванных локусов данных субрегионов (sY114-sY160) сомы среди мужчин с бесплодием значительно ва-
(рис. 3). рьирует в различных исследованиях (от 1% до
У мужчин с делециями субрегиона AZFc количе- 35%) [26, 34, 51]. Широкий разброс частот деле-
ство сперматозоидов варьировало от 5 млн/мл (оли- ций обусловлен влиянием ряда факторов, среди
гозооспермия тяжелой степени) до полного их от- которых наибольшее значение имеют критерии
сутствия (азооспермия). При анализе гистопрепара- отбора пациентов для проведения микроделеци-
370
5. № 8-2003
Таблица 3
Код Спермиологиче- Гистологиче- Гормоны крови Состояние яичек Кариотип Тип делеции Протяженность
паци ский диагноз (ко- ское исследо- делеции
ЛГ ФСГ Т
ента личество спермато- вание
зоидов)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
17 Азооспермия СКС I Н.И. t N Гипоплазия 46,XY del AZFa sY86 - sY88
25 Азооспермия н.и. Н.И. т N Гипоплазия 46,XY del AZFa sY86 - sY615
3 Азооспермия н.и. N N N Норма 46,X,del(Y)(q11 del AZFb-c sY114-sY160
.2)
4 Азооспермия СКС II; блок Н.И. N N Гипоплазия 46,X,del(Y)(q11 del AZFb-c sY114-sY160
в прелептоте- .2)
не -зиготе не
профазы I
мейоза
8 Азооспермия Н.И. н.и. t N Норма 46,X,del(Y)(ql 1 del AZFb-c sY114-sY160
.2)
10 Азооспермия Н.И. н.и. Н.И. Н.И. Норма Н.И. del AZFb-c sY114-sY255
32 Азооспермия н.и. N 1 J, Гипоплазия 46,X,del(Y)(q11 del AZFb-c sY114-sY160
.2)
40 Олигозооспермия н.и. Н.И. н.и. Н.И. Н.С. 46,XY del AZFb-c sY114 -sY255
т.ст. (0,1-0,5
млн/мл)
30 Азооспермия н.и. н.и. н.и. н.и. Н.С. 45,X/46, XY del AZFb-c sY127 - sY255
5 Азооспермия н.и. н.и. н.и. н.и. Н.С. Н.И. del AZFb-c sY130 - sY255
27 Олигозооспермия н.и. н.и. н.и. н.и. Норма 46,XY del AZFc sY152 - sY160
т.ст. (0,4-1,0
млн/мл)
1 Олигозооспермия н.и. н.и. н.и. н.и. Норма Н.И. del AZFc sY152 - sY158
т.ст. (0,5 млн/мл)
6 Азооспермия СКС II; н.и. N i Врожденная од- Н.И. del AZFc sY152 - sY158
частичный носторонняя ап-
блок в митозе лазия яичка (мо-
и мейозе норхизм)
7 Олигозооспермия Н.И. н.и. н.и. н.и. Гипогонадизм Н.И. del AZFc sY152 - sY158
т.ст.
(0 - единичные)
11 Азооспермия Н.И. н.и. н.и. н.и. Н.С. 46,XY del AZFc sY152 - sY158
13 Олигозооспермия Н.И. н.и. N N Норма 46,XY del AZFc sY152 - sY158
т.ст. (0 - единичные)
14 Олигозооспермия Н.И. н.и. N N Норма Н.И. del AZFc sY152 - sY158
т.ст. (0 - единичные)
24 Азооспермия Н.И. н.и. Н.И. Н.И. Н.С. 46,XY del AZFc sY152 - sY157
2 Азооспермия Н.И. н.и. N N Гипоплазия Н.И. del AZFc sY152 - sY157
22 Азооспермия Н.И. н.и. t N Гипоплазия 46,XY del AZFc sY152 - sY157
онного анализа, количество пациентов в обследу- (14,3%) [25]. При идиопатическом СКС или сни-
емых выборках, выбор исследуемых локусов STS женной сперматогенной активности неясного ге-
[10, 14, 34, 51]. В среднем выявлено наличие деле- неза частота делеций составляет соответственно
ций локуса AZF у 7,5% мужчин с бесплодием, при 34,5% и 24,7% [25]. Частота обнаруженных нами
этом наибольшая частота делеций отмечена среди делеций AZF-локуса у обследованных, мужчин с
мужчин с идиопатической азооспермией (18%) бесплодием и азооспермией или олигозооспер-
или тяжелой олигозооспермией неясного генеза мией тяжелой степени соответствовала результа-
Медицинская генетика. Т. 2. № 8. 2003 371
6. НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ
Продолжение таблица 3
Данные обследования пациентов с делециями в локусе AZF
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
лг ФСГ т
29 Азооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. 46,XY del AZFc sY152 - sY255
31 Азооспермия Блок на стадии Н.И. Н.И. Н.И. н.с. 46.XY del AZFc sY152 - sY255
сперматид
33 Азооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. 46,XY del AZFc sY152 - sY255
34 Азооспермия Лев. яичко — Н.И. N N Варикоцеле 46,XY del AZFc sY152 - sY255
СКСИ слева
пр. яичко —
CKCI
35 Олигозооспермия Н.И. Н.И. N N Норма 46,XY del AZFc sY152 - sY255
т.ст. (единичные)
36 Олигозооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. 46,XY del AZFc sY152 - sY255
т.ст. (0,25 млн/мл)
37 Азооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. 46,XY del AZFc sY152 - sY255
38 Азооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Гипоплазия 46,XY del AZFc sY152 - sY255
' 39 Азооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. Н.И. del AZFc sY152 - sY255
41 Азооспермия Н.И. Н.И. J, N Гипоплазия 46,XY del AZFc sY152 - sY255
42 Азооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. Н.И. del AZFc sY152 - sY255
43 Азооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. Н.И. del AZFc sY152 - sY255
18 Азооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. 46,XY del AZFc sY242 - sY157
28 Олигозооспермия Н.И. Н.И. N N Варикоцеле 46,XY del AZFc sY242 - sY157
т.ст. > азооспермия слева
9 Олигозооспермия Н.И. Н.И. N N Норма 46,XY del AZFc sY242 - sY254
т.ст. (1-5 млн/мл)
12 Олигозооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Норма 46,XY del AZFc sY242 - sY254
т.ст. (0 - единич-
ные)
15 Олигозооспермия Н.И. Н.И. 1 N Гипоплазия Н.И. del AZFc sY242 - sY254
т.ст. (единичные)
16 Азооспермия Н.И. Н.И. t N Гипоплазия 46,XY del AZFc sY242 - sY254
19 Олигозооспермия Н.И. Н.И. N N Норма 46,XY del AZFc sY242 - sY254
т.ст. (единичные)
20 Олигозооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Норма 46,XY del AZFc sY242 - sY254
т.ст. (единичные)
21 Олигозооспермия Н.И. Н.И. N N Норма 46,XY del AZFc sY242 - sY254
т.ст. (единичные)
26 Олигозооспермия Н.И. Н.И. Н.И. Н.И. Н.С. 46,XY del AZFc sY242 - sY254
т.ст. (единичные)
там других, в том числе отечественных, исследова- За исключением одного пациента (код 40), у
ний, а также обобщенным литературным данным мужчин с тяжелой олигозооспермией, имевших
по 36 исследованиям микроделеций Y-хромосо- микроделеции локуса AZF, количество сперматозо-
мы, проведенным с 1992 г. по 2000 г. среди 4868 идов было менее 1 млн/мл (криптозооспермия —
мужчин [5, 7, 8, 26]. При этом соотношение меж- термин, который не оглашен Рекомендациями по
ду различными типами выявленных нами делеций спермиологическому анализу ВОЗ 1992 г. и 1999 г.)
в целом отражает структуру делеционных наруше- (табл. 3). По данным литературы, у большинства па-
ний в локусе AZF у мужчин с бесплодием (табл. 2; циентов с микроделециями AZF-локуса количество
рис. 4) [26]._________________________ сперматозоидов составляло 0—1 млн/мл.
372
7. № 8-2003
Таблица 4
Нарушения сперматогенеза при различных типах делеций локуса AZF
(обобщенные собственные и литературные данные)
Субрегион Гены-кандидаты Частота форм патозооспермии при делециях Нарушения сперматогенеза,
этих генов или субрегионов (собственные выявленные при
данные/обобщенные литературные данные) гистологическом исследовании
AZFa USP9Y (DFFRY), DBY Азооспермия (100%/67%) Синдром «только клетки Сертоли»
Олигозооспермия тяжелой степени (0%/33%)
AZFb RBMY Азооспермия (-/68%) Блок сперматогенеза на стадиях
Олигозооспермия тяжелой степени (-/ 23%) сперматоцитов или сперматид
Олигозооспермия средней тяжести (-/9%)
AZFc DAZ1 - DAZ4 Азооспермия (54%/54%) Сниженная активность сперматогенеза
Олигозооспермия тяжелой степени (46%/46%) или блок на уровне сперматид
AZFa-b Гены -кандидаты соот- Азооспермия (-/50%) Синдром «только клетки Сертоли»
ветствующих субрегио- Олигозооспермия тяжелой степени (-/50%)
нов AZF
AZFb-c Азооспермия (87%/96%) Синдром «только клетки Сертоли»
Олигозооспермия тяжелой степени (13%/4%)
AZFa-c Азооспермия (-/100%) Синдром «только клетки Сертоли»
Одним из наиболее сложных вопросов в области сперматогенеза в прелептотене-зиготене I мейоза.
исследований AZF-микроделеций остается выясне- При изолированных делециях AZFc отмечена вари-
ние генофенотипических корреляций [25]. Учиты- абельность количества сперматозоидов (от олигозо-
вая литературные данные и собственные результа- оспермии тяжелой степени до азооспермии), по
ты, наиболее характерные нарушения сперматоге- данным гистологического исследования и КА НПК
неза при различных типах делеций локуса AZF — от блока сперматогенеза на допахитенных стади-
можно представить таким образом (табл. 4). Так, бо- ях и стадиях делений созревания до СКС.
лее крупные делеции, захватывающие два субрегио- Определение зависимости степени нарушения
на или весь локус AZF, ассоциированы с большей сперматогенеза от размера и локализации делеций
тяжестью нарушения сперматогенеза — СКС. Одна- может иметь некоторое прогностическое значение в
ко при одних и тех же типах делеции Y-хромосомы плане возможности получения сперматозоидов,
и даже идентичных микроделециях может наблюда- пригодных для проведения ИКСИ либо
ться вариабельность фенотипического проявления, КРИО-ИКСИ [3, 10, 34, 35, 50]. Так, наличие деле-
что обусловлено влиянием большого числа генети- ций, захватывающих субрегионы AZFa и/или AZFb,
ческих факторов (хромосомные, генные, а возмож- указывает на невозможность получения зрелых по-
но, и эпигенетические мутации), а также негенети- ловых клеток, а у пациентов с делециями AZFc (при
ческих факторов (инфекции, гипогонадизм, вари- биопсии яичка, ТЕЗА, ТЕЗЕ или с помощью других
коцеле и другие), оказывающих влияние на сперма- методик) примерно в 50—70% случаев удается полу-
тогенез. чить зрелые сперматозоиды [35, 41, 50].
Микроделеции AZFa-субрегиона (делеционный Гистологическое исследование биоптата яичка
интервал 5 С) чаще всего связаны с азооспермией и было выполнено у пяти мужчин с делециями
отсутствием половых клеток в извитых семенных AZF-локуса, у четырех из них наблюдали СКС, а
канальцах — с СКС [12, 24-26, 57] (табл. 4). В двух у одного — блок сперматогенеза на стадии спер-
выявленных нами случаях, как и в других пяти со- матид, у всех мужчин сперматозоиды отсутствова-
общенных ранее микроделециях AZFa-субрегиона, ли (табл. 3). Среди обследованных нами пациен-
захватывающих оба «кандидатных» гена — USP9Y и тов с микроделециями Y-хромосомы сперматозо-
DBY, — также отмечали азооспермию в сочетании иды, пригодные для ИКСИ, были получены с по-
с СКС [12, 24]. мощью ТЕЗА или других методик только у мужчин
У обследованных нами мужчин с делециями с микроделециями AZFc-субрегиона, у пациентов
AZFb+c и AZFc спермиологическая и гистологиче- с делециями AZFa или AZFb-c сперматозоиды по-
ская картина также была сходна с данными других лучить не удалось.
исследований (табл. 4). При делециях, захватываю- Одной из проблем в определении генофенотипи-
щих субрегионы AZFb и AZFc, у всех мужчин, за ческих корреляций и клиническом ведении пациен-
исключением одного пациента (код 40) была выяв- тов с делециями локуса AZF является возможность
лена азооспермия и СКС II, а в ряде случаев — блок прогрессирования нарушений сперматогенеза с воз-
Медицинская генетика. Т. 2. № 8. 2003 373
8. НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ
растем [3, 10]. В нашем исследовании вариабель- гического лечения. С другой стороны, возможно, не
ность показателей спермограммы в динамике на- стоит отказываться от проведения сперматогенезсти-
блюдали у пяти пациентов (коды 9, 27, 28, 36, 40), мулирующей терапии у мужчин с микроделециями
кроме того, еще у четырех мужчин (коды 7, 12, 13, Y-хромосомы, в частности субрегиона AZFc, для по-
14) при повторных спермиологических исследова- лучения от них сперматозоидов, которые могли бы
ниях в эякуляте в некоторых случаях обнаруживали быть использованы при ИКСИ, а тем более от лече-
единичные сперматозоиды, а в других — нет (табл. 3). ния сопутствующей патологии репродуктивной сис-
У трех пациентов с мироделециями субрегиона темы. Однако при этом следует учитывать риск воз-
AZFc (коды 9, 28, 36) спермиологическое исследова- никновения опухолей. Поскольку у пациентов с
ние проводили многократно. У одного из них микроделециями AZF-локуса имеется вероятность
(код 28) в динамике (несколько лет) отмечали сни- ухудшения состояния сперматогенеза с возрастом,
жение количества сперматозоидов в эякуляте от оли- им может быть рекомендована криоконсервация
гозооспермии тяжелой степени до азооспермии сперматозоидов с целью их последующего использо-
(табл. 3). У другого мужчины с AZFc-микроделецией вания в циклах ИКСИ (КРИО-ИКСИ).
(код 27), было отмечено умеренное повышение чис- Обнаружение в осадке эякулята единичных спер-
ла сперматозоидов с 400 тыс. до 950 тыс. на 1 мл по- матозоидов у пациентов с синдромом де ля Шапел-
сле курса сперматогенезстимулирующей терапии. ля (синдром ХХ-мужчин или XX-инверсии пола)
Специфичного лечения нарушения сперматогенеза у [1], а также у мужчин с делециями локуса AZF, в
мужчин с делециями локуса AZF в настоящее время том числе при СКС, свидетельствует о частичной
не разработано. С одной стороны, обнаружение у па- сохранности сперматогенеза в некоторых семенных
циента делеции позволяет избежать этиопатогенети- канальцах в отсутствие генов локуса AZF. На сегод-
чески не обоснованного гормонального или хирур- ня известно более 2 тыс. генов, участвующих в гене-
374
9. № 8-2003
тическом контроле сперматогенеза человека, лока- может привести к блоку сперматогенеза на стадии
лизованных как на аутосомах, так и половых хромо- сперматоцитов и, как следствие, к азооспермии
осмах. Очевидно, что гены AZF-субрегионов не яв- [18, 19, 39, 57]. Продукты, кодируемые генами
ляются абсолютно критичными для гаметогенеза у DAZ, участвуют в метаболизме мРНК тестис-спе-
мужчин, однако их наличие и функциональная ак- цифичных генов, регулируя их экспрессию в диф-
тивность необходимы для нормального протекания ференцирующихся половых клетках после мейоза
различных этапов сперматогенеза. Сфера влияния на этапах сплайсинга, транспорта, хранения и се-
делеций AZF-локуса на мужской фенотип, по-ви- лективной трансляции мРНК вплоть до образова-
димому, ограничена репродуктивной системой и ния зрелых сперматозоидов [15, 27, 46]. Делеции
связана с нарушением дифференцировки половых генов DAZ могут приводить к различной степени
клеток, часто приводящим к бесплодию. нарушения сперматогенеза — от снижения числа
Исследования уровня гормонов (ЛГ, ФСГ, Т и сперматозоидов вплоть до СКС — либо блоку
др.) при микроделециях не показали каких-либо сперматогенеза на уровне сперматид (делений со-
специфичных изменений уровней гормонов у паци- зревания) [10, И, 45]. Вследствие многокопийно-
ентов с делециями AZF-локуса, в том числе среди сти генов RBMY и DAZ поиск мутационных нару-
обследованных нами мужчин (табл. 3). Однако было шений в них значительно затруднен. Ряд генов ло-
показано, что у мужчин с Y-микроделециями уро- куса AZF имеет гомологи, расположенные как на
вень ФСГ в сыворотке крови ниже, а ингибина В — Х-хромосоме, так и на аутосомах [2, 10, 57]. Меха-
выше по сравнению с мужчинами с бесплодием и низмы их межгенного взаимодействия, возможно-
тяжелым нарушением сперматогенеза, не имев- сти функциональной компенсации еще не извест-
шими микроделеций Y-хромосомы [23]. Кроме ны и требуют дальнейшего изучения.
того, при делециях, захватывающих субрегионы Недавно были опубликованы сообщения об об-
AZFb и/или AZFc, концентрация ингибина В сыво- наружении у мужчин с бесплодием парциальных
ротки крови была выше, чем в случае делеций AZ- (частичных) делеций субрегиона AZFc, захватываю-
Fa-субрегиона. Уровень ингибина В у мужчин с щих 1—4 копии генов DAZ-кластера (DAZ1-DAZ4),
AZF-микроделециями был примерно на 70% выше, выявленных с помощью техники Fiber FISH (FISH
чем у пациентов без Y-микроделеций. Дальнейшие — флуоресцентная гибридизация in situ) и анализа
исследования необходимы для выяснения причин SNP (однонуклеотидных полиморфизмов) [16, 22].
этих различий. Эти данные говорят о том, что функ- Делеции, захватывающие гены DAZ1-DAZ4 и
ция клеток Сертоли может быть частично нарушена DAZ2-DAZ3, были обнаружены у 8—9,5% мужчин с
при AZF-микроделециях и является важным факто- олигозооспермией тяжелой степени и не были вы-
ром, определяющим степень нарушения спермато- явлены у фертильных мужчин контрольной группы
генеза в случае микроделеций Y-хромосомы. Веро- [И, 16, 22, 40]. Вероятно, в случае частичных деле-
ятно, при делециях локуса AZF функция клеток ций имеет место эффект снижения дозы гена. Одна-
Сертоли и Лейдига может быть частично нарушена ко пока неизвестно, являются ли гены кластеров
вследствие дефектов межклеточных взаимодейст- DAZ функционально идентичными. Дальнейшие
вий или других механизмов. исследования позволят дать оценку степени функ-
В отличие от генов-кандидатов субрегионов циональной идентичности или различия как много-
AZFb и AZFc гены AZFa-субрегиона представлены копийных генов AZF-локуса, так и их гомологов.
на хромосоме единственной копией, поэтому, веро- Эти данные будут необходимы для создания генети-
ятно, даже точковые мутации (как было показано ческой сети контроля сперматогенеза у человека.
для гена USP9Y) могут вызывать нарушение спер- У пациентов с делециями локуса AZF и олигозо-
матогенеза и приводить к бесплодию у мужчин [53]. оспермией тяжелой степени помимо сниженного
Вероятно, делеции или мутации гена DBY, кодиру- количества сперматозоидов отмечали ухудшение их
ющего тестис-специфичную РНК-геликазу, нару- подвижности и морфологических характеристик —
шают процесс метаболизма мРНК в дифференциру- олигоастенотератозооспермию. Специфичных форм
ющихся мужских половых клетках, приводя к уси- нарушений морфологии сперматозоидов у пациен-
лению их апоптотической активности. тов с делециями локуса AZF не описано, за исключе-
Гены RBMY и DAZ, представленные на Y-xpo- нием единственного случая глобулозооспермии, ве-
мосоме в нескольких копиях, являющиеся «кан- роятно, патогенетически не связанного с делецией
дидатными» генами для субрегионов AZFb и Y-хромосомы [60]. Помимо генов DAZ субрегион
AZFc, кодируют белки с РНК-связывающей ак- AZFc содержит копии гена CDY1 (хромодомен хро-
тивностью, которые участвуют в метаболизме но- мосомы Y), функция которого связана с модифика-
восинтезированных РНК-транскриптов. Вероят- цией хроматина в дифференцирующихся мужских
но, гены семейства RBMY играют важную роль на половых клетках [21]. Поэтому нельзя исключить,
стадиях пролиферации сперматогониев и при про- что потеря или дефекты функции генов CDY1 могут
хождении сперматоцитов через стадии профазы I быть в определенной степени ответственны за нару-
мейоза, а их отсутствие или нарушение функции шение данного процесса.
Медицинская генетика. Т. 2. № 8. 2003 375
10. НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ
Сообщения об успешности проведения ИКСИ ди мужчин с бесплодием, оценивается примерно 1
у пациентов с AZF-микроделециями противоре- на 5000 мужчин. Таким образом, частота мутаций в
чивы. Некоторые исследователи сообщали об от- данной области является одной из самых высоких и
сутствии различий в частоте наступления оплодо- примерно на порядок выше аналогичных показате-
творения, имплантации эмбриона и беременности лей аутосомных локусов [57]. Однако микроделеции
[41, 48]. Другие четко указывали на снижение час- локуса AZF обнаруживают примерно в 3—5 раз
тоты оплодотворения и ухудшение показателей чаще, поэтому частота микроделеций Y-хромосомы
состояния эмбрионов при использовании сперма- равняется примерно 1 на 1000-1500 мужчин.
тозоидов, полученных от мужчин с делециями в Исследования ДНК Y-хромосомы показали ее
локусе AZF [56]. Среди обследованных нами па- высокую полиморфность [30]. Вероятно, некото-
циентов с делециями AZF-локуса, у которых спер- рые субъекты в большей мере, чем другие, склонны
матозоиды были доступны для ИКСИ, частота к возникновению Y-микроделеций вследствие осо-
оплодотворения, дробления и наступления бере- бенностей структуры Y-хромосомы у них, носите-
менности была не ниже, чем в обычной группе па- льством полиморфизмов ДНК, предрасполагаю-
циентов программы ИКСИ [3]. Низкие показате- щих к таким потерям [10]. Основной причиной вы-
ли оплодотворяющей способности сперматозои- сокой частоты микроделеций Y-хромосомы явля-
дов, несущих Y-хромосому с микроделециями, ются ее нестабильность и склонность к потере ге-
могут быть причиной повышенного соотношения нетического материала. Возникновение делеций
рождения девочек над мальчиками при использо- связано с наличием большого числа различных по-
вании ИКСИ без выбора по полу (без преимплан- второв (Аш-повторов и др.), действием мобильных
тационной диагностики) [56]. Данный вопрос тре- генетических элементов (эндогенных вирусов и
бует дальнейшего изучения. др.), а также может быть вызвано потерей генети-
По крайней мере, у пяти обследованных нами ческого материала в случаях аберрантной рекомби-
пациентов делеции локуса AZF были определены нации между гомологичными областями Х- и
как de novo (результаты обследования отцов не Y-хромосом или несбалансированными обменами
приведены). По данным литературы большинство между сестринскими хроматидами Y-хромосомы
микроделеций AZF-локуса представляют собой [13, 17]. Результаты анализа делетированных и
мутации de novo, однако известно о случаях пере- фланкирующих их последовательностей позволили
дачи Y-микроделеций от отца сыну, в том числе выявить общие точки разрыва, определить причи-
после проведенного ИКСИ [31, 33, 43, 52]. В ряде ну и установить механизм образования различных
случаев размер делеции у сына с бесплодием был делеций в локусе AZF. Наиболее частой причиной
большим, чем у его отца [56]. Вероятно, микроде- возникновения делеций Yqll является несбалан-
леции Y-хромосомы могут возникнуть как при де- сированная рекомбинация между двумя гомоло-
лении гоноцитов и сперматогониев (в митозе), так гичными последовательностями эндогенного виру-
и при I и II делениях созревания (в мейозе), а так- са герпеса 15 (HERV15), фланкирующими субреги-
же в зиготе и в клеточных линиях у эмбриона [17]. он AZFa [32, 54], палиндромами Р5, Р4 и прокси-
В тех случаях, когда мутации происходят при де- мальной или дистальной частью палиндрома
лениях дробления эмбриона и на последующих Р1 в случае делеций, захватывающих субрегионы
этапах эмбрионального развития, возникает тка- AZFb и AZFc, а также ампликонами Ь2/Ь4 при де-
невой либо гонадный мозаицизм. Возможность лециях субрегиона AZFc [36, 47]. С учетом этих
тканевого мозаицизма подтверждается случаями данных в настоящее время предложена новая клас-
обнаружения микроделеций локуса AZF у двух ма- сификация микроделеций AZF-локуса: делеции
льчиков, зачатых с помощью ИКСИ, хотя микро- субрегиона AZFa, вызванные рекомбинацией меж-
делеционный анализ, проведенный у их отцов с ду двумя гомологичными последовательностями
бесплодием, не выявил микроделеций Y-хромосо- HERV15yql/HERV15yq2 (размер 0,8 млн.п.н.), де-
мы в лимфоцитах периферической крови [33]. По- леции AZFb-c Р5/проксимальная часть PI (AZFb)
добный мозаицизм не может быть выявлен с по- (размер 6,2 млн.п.н.), Р5/дистальная часть Р1 (раз-
мощью анализа AZF-микроделеций и характери- мер 7,7 млн.п.н.), Р4/дистальная часть Р1 (размер
зуется присутствием в яичках пула клеток, несу- 7,0 млн.п.н.) и делеции субрегиона AZFc b2/b4
щих Y-делеции и клеток без Y-делеций, который (размер 3,5 млн.п.н.) [32, 36, 47].
может проявиться очаговой сохранностью спер- В последнее время появилось несколько сооб-
матогенеза (например, СКС II). При этом соотно- щений, указывающих на высокий риск рождения
шение размера пула клеток, несущих AZF-микро- детей с мозаицизмом по половым хромосомам и
делеции, и клеток без них должно коррелировать синдромом Шерешевского—Тернера у отцов, яв-
со степенью нарушения или сохранности сперма- ляющихся носителями микроделеций локуса AZF
тогенеза [10]. [29, 37, 44, 49]. Анеуплоидия по хромосоме Y,
Вероятная частота носительства микроделеций, вследствие ее потери в дифференцирующихся
вычисленная из встречаемости делеций в Yq11 сре- мужских половых клетках или клеточных линиях
376
11. № 8-2003
эмбриона, может привести к рождению детей с линиях мужских половых клеток и клеток эмбрио-
синдромом Шерешевского—Тернера (кариотип на, говорит о влиянии микроделеций Y-хромосомы
45,X) и с двойственным развитием гениталий (мо- на различные биологические процессы, что требует
заицизм по половым хромосомам 45,X/46,XY) со- дальнейших исследований.
ответственно. При обследовании пациентов с ка- Обнаружение микроделеций Y-хромосомы по-
риотипом 45,X/46,XY в 33% случаев были выявле- зволяет установить генетическую причину наруше-
ны микроделеции локуса AZF [49]. Кроме того, ния сперматогенеза, избежать необоснованного ле-
было показано, что, по крайней мере, около 15% чения бесплодия у мужчин с микроделециями локу-
пациентов с микроделециями субрегиона AZFc са AZF, а также прогнозировать вероятность полу-
могут являться носителями немногочисленного чения сперматозоидов для проведения
клона клеток 45,X [29]. Таким образом, наличие и ЭКО/ИКСИ. Исходя из полученных нами результа-
выраженность мозаицизма по клону 45,X может тов исследования и данных литературы, необходимо
являться одним из факторов генофенотипической рекомендовать проведение цитогенетического ис-
вариабельности при одних и тех же типах делеций следования, а затем — анализа микроделеций
и даже идентичных микроделециях. Y-хромосомы всем мужчинам с бесплодием при ко-
Среди обследованных нами мужчин с делециями личестве сперматозоидов в эякуляте менее 5
локуса AZF у одного пациента с азооспермией был млн/мл, а также мужчинам из супружеских пар с
выявлен мозаицизм 45,X/46,XY (код 30) (табл. 3). бесплодием, которым планируется программа ЭКО
Анализ кариотипа по лимфоцитам периферической или ИКСИ. После генетического обследования по
крови позволил обнаружить клон клеток, не несущих его результатам должно быть проведено медико-ге-
Y-хромосомы в 10% исследованных метафаз (45,Х). нетическое консультирование с оценкой степени
Не исключено, что у других мужчин с делециями риска рождения детей с нарушением репродуктив-
AZF-локуса, мог быть мозаицизм 45,X/46,XY. Кроме ной функции. Так как при делециях Y-хромосомы
того, микроделеции Y-хромосомы, захватывающие повышен риск рождения детей с аномалиями и/или
субрегион AZFc, были обнаружены у трех пациенток мозаицизмом по половым хромосомам (синдромом
с синдромом Шерешевского—Тернера с кариотипом Шерешевского—Тернера и др.), то данным супру-
45,X/46,XY. Эти данные указывают на необходимость жеским парам необходимо рекомендовать проведе-
продолжения исследований в данной области. ние соответствующей преимплантационной и/или
пренатальной диагностики.
Заключение
Сперматогенез — сложный многостадийный Список литературы
процесс, в контроль, регуляцию и реализацию ко- 1. Гаева Т.Н. Разработка метода количественного анализа не-
торого у человека вовлечено более 2000 генов, сре- зрелых половых клеток из эякулята и выяснение степени его ин-
ди которых одно из центральных мест занимают формативности: Автореф. дисс. на соискание уч. степени к.м.н.
- М., 1997; 15 с.
гены Y-хромосомы. Результаты молекулярно-гене- 2. Гоголевский П.А., Гоголевская И.К. Y-хромосома и муж-
тических исследований убедительно свидетельст- ское бесплодие (обзор литературы) // Пробл. репрод. 1999. —
вуют о том, что микроделеции локуса AZF являют- № 5, Т. 5. - С. 26-34.
ся одной из наиболее частых (мажорных) генетиче- 3. Гоголевский П.А., Калугина А.С., Бондарев Д.А. и др.
AZF-микроделеции и мужское бесплодие // Андрология и гени-
ских причин бесплодия у мужчин при таких фор- тальная хирургия. — 2001. — № 4. — С. 73—77.
мах нарушения сперматогенеза, как азооспермия и 4. Захаров А.Ф., Бенюш В.А., Кулешов Н.П., Барановская Л.И.
олигозооспермия тяжелой степени. Наличие в дан- Хромосомы человека. Атлас — М: Медицина. — 1982. — 263 с.
ной области группы генов, контролирующих диф- 5. Здановский В.М., Гоголевский П.А., Гоголевская И.К. и др.
Тестирование микроделеций на Y-хромосоме у пациентов с раз-
ференцировку мужских половых клеток, а также личными нарушениями сперматогенеза // Пробл. репрод. —
ограниченность фенотипических проявлений на- 2000. - Т.6, №6. - С. 56-59.
рушением сперматогенеза и бесплодием у мужчин 6. Курило Л.Ф., Любашевская И.А. Возможности количест-
при делециях локуса AZF указывают на высокую венного кариологического анализа анализа половых клеток эяку-
лята // Тез. докл. XII научной конференции болгарских
функциональную специализацию данного региона аспирантов с международным участием. — М., 1990. — С. 52.
Y-хромосомы. Секвенирование, определение тон- 7. Логинова Ю.А., Нагорная И.И., Шлыкова С.А. и др. Моле-
кой структуры субрегионов AZF и картирование кулярно-генетический анализ микроделеций Y-хромосомы у
«горячих» точек разрыва позволило не только оце- мужчин с тяжелыми нарушениями сперматогенеза // Мол. биол.
2003. - № 1, Т. 37. - С. 74-80.
нить их размеры и количество генов, но и глубже 8. Логинова Ю.А., Нагорная И.И., Шлыкова С.А. и др. Цито-
понять причины и механизмы различных типов де- генетическое исследование и микроделеционный анализ локусов
леций Y-хромосомы, по-новому определить основ- AZF у пациентов с азооспермией и олигозооспермией неясного
ные типы делеций AZF-субрегионов. генеза перед проведением ИКСИ // Пробл. репрод. — 2000. —
Т.6, № 5 - С. 27-33.
Выявление, помимо нарушения сперматогенеза 9. Черных В.Б., Курило Л.Ф., Гоголевская И.К. и др. Комп-
и бесплодия у мужчин, других эффектов микроделе- лексное клинико-генетическое обследование пациентов с азоос-
ций Yq, таких, как повышенная частота нерасхож- пермией или олигозооспермией неясной этиологии // Пробл.
дения половых хромосом, потеря Y-хромосомы в репрод. - 2001. - Т. 7, № 3,- С. 58-63.
Медицинская генетика. Т. 2. № 8. 2003 377
12. НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ
10. Черных В.Б., Курило Л.Ф., Поляков А.В. Y-хромосома, 32. Kamp C., Hirschmann P., Voss H. et al. Two long homologous
AZF-микроделеции и идиопатическое бесплодие у мужчин // retroviral sequence blocks in proximal Yql 1 cause AZFa microdeleti-
Пробл. репрод. - 2001. - Т. 7, - № 5, - С. 47-58. ons as a results of intrachromosomal recombination events // Hum.
11. Bienvenu Т., Patrat С., McElreavey К. et al. Reduction in the Mol. Genet. - 2000. - Vol. 9. - P. 2563-2572.
DAZ gene copy number in two infertile men with impaired spermato- 33. Kent-First M.G., Kol S., Muallem A. et al. The incidence and
genesis // Ann. Genet. - 2001. - Vol. 44, №3. - P. 125-128. possible relevance of Y-linked microdeletions in babies born after int-
12. Blagosklonova O., Fellmann F., Clavequin M.C. et al. AZFa racytoplasmic sperm injection and their infertile fathers // Mol. Hum.
deletions in Sertoli cell-only syndrome: a retrospective study // Mol. Reprod. - 1996. - Vol. 2. - P. 943-949.
Hum. Reprod. - 2000. - Vol. 6, № 9. - P. 795-769. 34. Krausz C., McElreavey K. Y chromosome and male infertility
13. Blanco P., Shlumukova M., Sargent C.A. et al. Divergent out- // Frontiers in Biosunce — 1999. Vol. 4. P. 1—8.
comes of intrachromosomal recombination on the human Y-chromo- 35. Krausz C., Quintana-Murci L., McElreavey K. Prognostic va-
some: male infertility and recurrent polymorphism // J. Med. Genet. lue of Y deletion analysis: what is the clinical prognostic value of Y
- 2000. - Vol. 37. - P. 752-758. chromosome microdeletion analysis? // Hum. Reprod. — 2000. —
14. Calogero A.E., Garofalo M.R., D»Agata R. Factors influencing Vol. 15, № 7. - P. 1431-1434.
the variable incidence of Y chromosome microdeletions in infertile pa- 36. Kuroda-Kawaguchi Т., Skaletsky H., Brown L.G. et al. The
tients // Hum. Reprod. - 1999. - Vol. 14, № 2. - P. 275. AZFc region of the Y chromosome features massive palindromes and
15. Cooke H.J., Lee M., Kerr S., Ruggiu M. A murine homolo- uniform recurrent deletions in infertile men // Nat. Genet. — 2001. —
gue of the human DAZ gene is autosomal and expressed only in Vol. 29. - P. 279-286.
male and female gonads // Hum. Mol. Genet. — 1996. — Vol. 5. — 37. Le Bourhis, Siffroi C., McElreavey K. et al. Y chromosome
P. 513-516. microdeletions and germinal mosaicism in infertile males // Mol.
16. de Vries J.W.A., Repping S., van Daalen S.K.M. et al. Clinical Hum. Reprod. - 2000. - Vol. 6. - P. 688-693.
relevance of partial AZFc deletions // Pert. Steril. — 2002. — Vol. 78, 38. Lindblom В., Holmlund G. Rapid DNA purification for restric-
№ 6. - P. 1209-1214. tion fragment length polymorphism analysis // Gene Anal. Techn. —
17. Edwards R.G., Bishop C.E. On the origin and frequency of Y 1988.-Vol. 5. -P. 97-101.
chromosome deletions responsible for severe male infertility // Mol. 39. Ma K., Inglis J.D., Sharkey A. et al. A Y chromosome gene fa-
Hum. Reprod. - 1997. - Vol. 3. - P. 549-454. mily with RNA-binding protein homology: candidates for the azoos-
18. Elliott D.J. RBMY genes and AZFb deletions // J. Endocrinol. permia factor AZF controlling human spermatogenesis // Cell. —
Invest. - 2000. - Vol. 23, № 10. - P. 652-658. 1993. Vol. 75. - P. 1287-1295.
19. Elliott D.J., Millar M.R., Oghene K. et al. Expression of RBM 40. Moro E., Ferlin A., Yen P.H. et al. Male infertility caused by a
in the nuclei of human germ cells is dependent on a critical region of de novo partial deletion of the DAZ cluster on the Y chromosome //
the Y chromosome long arm // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1997. — J. Clin. Endocrinol. Metab. — 2000. - Vol. 85, № 11. —
Vol. 94. - P. 3848-3853. P. 4069-4073.
20. Ferlin A., Moro E., Rossi A. et al. The human Y chromosome's 41. Mulhall J.P., Reijo R., Alagappan R. et al. Azoospermic men
azoospermia factor b (AZFb) region: sequence, structure, and deletion with deletion of the DAZ gene cluster are capable of completing sper-
analysis in infertile men // J. Med. Genet. — 2003. — Vol. 40. — matogenesis: fertilization, normal embryonic development and pre-
P. 18-24. gnancy occur when retrieved testicular spermatozoa are used for
21.Ferlin A., Moro E., Rossi A., Foresta C. CDY1 analysis in infer- intracytoplasmic sperm injection // Hum. Rep. — 1997. — Vol. 12. —
tile patients with DAZ deletions // J. Endocrinol. Invest. — 2001. — P. 503-508.
Vol. 24, № 2: RC4-6. 42. Gates R.D., Silber S., Brown L.G., Page D.C. Clinical charac-
22. Fernandes S., Huellen K., Goncalves J. et al. High frequency of terization of 42 oligospermic or azoospermic men with microdeletion
DAZ1/DAZ2 gene deletions in patients with severe oligozoospermia // of the AZFc region of the Y chromosome, and of 18 children concei-
Mol. Hum. Reprod. - 2002. - Vol. 8, № 3. - P. 286-298. ved via ICSI // Hum. Reprod. - 2002. - Vol. 17, № 11. -
23. Foresta C., Bettella A., Moro E. et al. Sertoli cell function in in- P. 2813-2824.
fertile patients with and without microdeletions of the azoospermia 43. Palka G., Dallapiccola B. Widening of a Y-chromosome inter-
factors on the Y chromosome long arm // J. Clin. Endocrinol. Metab. val-6 deletion transmitted from a father to his infertile son accounts for
- 2001. - Vol. 86, № 6. - P. 2414-2419. an oligozoospermia critical region distal to the RBM 1 and DAZ genes
24. Foresta C., Ferlin A., Moro E. Deletion and expression analysis // Am. J. Hum. Genet. - 1996. - Vol. 59. - P. 1393-1395.
of AZFa genes on the human Y chromosome revealed a major role for 44. Papadimas J., Dimitrios G.G., Giannouli C. et al. Ambiguous
DBY in male infertility. Hum. Mol. Genet. — 2000. — Vol. 9. - P. genitalia, 45,X/46,XY mosaic karyotype, and Y chromosome microde-
1161-1169. letions in a 17-year-old man. Pert. Ster. — 2001. — Vol. 76. №6. —
25. Foresta C., Moro E., Ferlin A. Prognostic value of Y deletion P. 1261-1263.
analysis. The role of current methods // Hum. Reprod. — 2001. — 45. Reijo R., Lee T.Y., Salo P.et al. Diverse spermatogenic defects
Vol. 16, № 8. - P. 1543-1547. in humans caused by Y chromosome deletions encompassing a novel
26. Foresta C., Moro E., Ferlin A. Y chromosome microdeletions RNA-binding protein gene // Nat. Genet. 1995. — Vol. 10. — P.
and alterations of spermatogenesis // Endocr. Rev. 2001. — Vol. 22, 383-393.
№ 2. - P. 226-239. 46. Reijo R., Seligman J., Dinulos M.B. Mouse autosomal homolog
27. Habermann В., Mi H.-F., Edelmann A. DAZ (deleted in azo- of DAZ, a candidate male sterility gene in humans, is expressed in
ospermia) genes encode proteins located in human late spermatids and male germ cells before and after puberty. Genomics 1996; 35:
in sperm tails // Hum Reprod. - 1998. - Vol. 13. - P. 363-369. 346-352.
28. ISCN (1995) An international system for human cytogenetic 47. Repping S., Skaletsky H., Lange J. et al. Recombination betwe-
nomenclature. Ed. Mitelman F. // Cytogenetic Cell Genet. Karger. — en palindromes P5 and PI on the human Y chomosome causes massive
1995. - 114pp. deletions and spermatogenic failure // Am. J. Hum. Genet. — 2002. —
29. Jaruzelska J., Korcz A., Wojda A. et al. Mosaicism for 45,X cell Vol. 71. - P. 906-922.
line may accentuate the severity 6f spermatogenic defects in men with 48. Rossato M., Ferlin A., Garolla A. et al. High fertilization rate in
AZFc deletion // J. Med. Genet. - 2001. - Vol. 38. - P. 798-802. conventional in-vitro fertilization utilizing spermatozoa from an oligo-
30. Jobling M.A., Samara V., Pandya A. et al. Recurrent duplicati- zoospermic subject presenting microdeletions of the Y chromosome
on and deletion polymorphism on the long arm of the Y chromosome long arm // Mol. Hum. Reprod. - 1998. - Vol. 4. — P. 473—476.
in normal males // Hum. Mol. Genet. — 1996. — Vol. 5. — P. 49. Siffroi J.P., Le Bourhis C., Krausz C. et al. Sex chromosome
1767-1775. mosaicism in males carrying Y chromosome long arm deletions //
31. Kamischke A., Gromoll J., Simoni M. et al. Transmission of a Hum. Reprod. - 2000. - Vol. 15, № 12. - P. 2559-2562.
Y-chromosomal deletion involving the DAZ and CDY genes from fat- 50. Silber S., Alagappan R., Brown L., Page D.C. Y chromosome
her to son though ICSI // Hum. Reprod. — 1999. — Vol. 14. — P. deletions in azoospermic men undergoing intracytoplasmatic sperm in-
2320-2322.
378