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研究人员为探究染色体异常,对一家族进行研究,发现两例 9p 和 18p 部分三体并发,助力精准诊断。
在生命科学的神秘世界里,染色体就像一本本神秘的 “生命之书”,记录着人类遗传信息的奥秘。然而,当这些 “生命之书” 出现错误时,就可能引发各种先天性异常。染色体平衡易位是一种常见的染色体结构变异,携带平衡易位的个体通常表型正常,但他们在产生配子(精子或卵子)时,却面临着染色体异常分离的风险。这种异常分离可能导致配子染色体数目或结构失衡,进而使胚胎出现染色体异常,给新生命带来严重的健康问题。
此前,虽然三体 9p 和三体 18p 都有过一些报道,但对于 9p 和 18p 部分三体并发的情况,科学界却知之甚少。同时,传统的 G 显带核型分析在检测染色体异常时,存在分辨率有限的问题,难以精确确定染色体异常的具体区域和基因变化。因此,深入研究 9p 和 18p 部分三体并发的现象,以及寻找更精准的检测方法,成为了生命科学领域亟待解决的重要课题。
为了揭开这些谜团,美国 UT 西南医学中心(UT Southwestern Medical Center)的研究人员 Carter A. Wright、Angela E. Scheuerle 等人开展了一项极具意义的研究。他们对一个特殊的家庭进行了深入调查,这个家庭中有两个孩子患有先天性异常,而父母表现正常。研究人员通过一系列的研究方法,对这两个患病孩子以及他们的母亲进行了详细的染色体分析和基因检测。最终,研究人员发现这两个孩子同时出现了 9p 和 18p 部分三体的情况,这在医学史上尚属首次报道。这一发现不仅为我们了解这两种染色体异常并发的现象提供了珍贵的案例,也为后续的研究指明了方向。该研究成果发表在《Molecular Cytogenetics》杂志上,为相关领域的研究提供了重要的参考。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:
- 染色体分析:通过对来自外周血淋巴细胞培养获得的中期分裂相进行 G 显带核型分析,以观察染色体的形态和结构变化。
- 染色体微阵列分析(CMA):对两名患病兄弟姐妹外周血提取的 DNA 进行微阵列分析,用于精确检测染色体拷贝数变异。
- 基因和蛋白质富集分析:利用 GeneScout 和 stringAPP 软件分别进行基因和蛋白质富集分析,以确定相关基因及其功能通路。
下面来看看具体的研究结果:
- 细胞遗传学结果:对母亲外周血淋巴细胞进行染色体分析,发现其核型为 46,XX,t (9;18)(q13;p11.21) ,这表明母亲携带平衡易位。对患病的同胞二进行染色体分析,核型为 47,XX,+der (9) t (9;18)(q13;p11.21) dmat 。而对表型正常的孩子未进行染色体分析。
- 染色体微阵列分析结果:对同胞一进行微阵列分析,发现 9 号染色体从 9p24.3 到 9q13(实际为 9p24.3 到 9p13.1 ,38.7Mb)和 18 号染色体从 18p11.32 到 18p11.22 存在节段性重复。对同胞二进行微阵列分析,也发现 9 号染色体从 9p24.3 到 9p13.1(38.55Mb)和 18 号染色体从 18p11.32 到 18p11.22 存在节段性重复。两个同胞 9 号染色体重复片段大小的细微差异,是由于所用芯片设计和分析时使用的基因组版本不同导致的。
- 基因富集和蛋白质网络分析结果:9p 和 18p 的重复导致了显著的遗传失衡。GeneScout 分析显示,9p24.3 - p13.1 重复区域有 182 个基因,18p 重复区域有 33 个基因,其中包含多个 OMIM 基因。蛋白质富集分析表明,9p 重复区域相关基因涉及多个免疫系统反应通路,如 I 型干扰素受体结合、JAK - STAT 信号通路等,但 18p 重复区域相关基因未发现显著通路。
研究结论和讨论部分具有重要意义。该研究首次报道了同一家族中两例 9p 和 18p 部分三体并发的案例,为深入了解这两种染色体异常并发的现象提供了新的视角。同时,研究强调了染色体微阵列分析(CMA)在精准识别染色体重复区域方面的重要性,它能够弥补传统 G 显带核型分析的不足,更精确地确定染色体异常的分子机制。此外,研究还指出,由于染色体异常导致先天性异常患儿的反复出生,建议该家庭在未来妊娠时进行产前染色体分析,或选择辅助生殖技术并筛选正常胚胎进行植入,以减少染色体异常患儿的出生风险。这项研究不仅丰富了我们对染色体异常相关疾病的认识,也为临床诊断和遗传咨询提供了重要的理论依据和实践指导,为生命科学和医学领域的发展做出了重要贡献。