Эндокринные, метаболические, сердечно-сосудистые и иммунологические аспекты аномалий половых хромосом в зависимости от генотипа (EMKISCA)

Актуальность: наиболее распространенными СЦА являются синдром Клайнфельтера (KS; 47, XXY), 47,XXX, 47,XYY и синдром Тернера (TS; 45,X) с распространенностью 85-250, 84, 98 и 50 на 100 000 живорожденных. мальчики/девочки соответственно. Большинство ВСС могут страдать от ряда заболеваний, включая врожденные пороки развития, метаболические заболевания, гипергонадотропный гипогонадизм и бесплодие, аутоиммунные заболевания и психические заболевания. Однако генетические механизмы, вызывающие эти фенотипы, в значительной степени не выяснены. Было высказано предположение, что фенотипы возникают в результате изменений в метилировании ДНК и экспрессии РНК. Было обнаружено, что метилом и транскриптом в образцах периферической крови лиц с KS, 47, XXX и TS изменены по сравнению с контрольной группой. Эти гены теперь начинают обнаруживаться ex. SHOX, расположенный в псевдоаутосомной области X- и Y-хромосомы, избегает X-инактивации и поэтому соответствует числу половых хромосом. Изменение экспрессии SHOX при СЦА было связано с изменением роста у этих пациентов.

Гипотезы:

1. Метилом и транскриптом SCA изменены по сравнению с кариотипическими нормальными женщинами и мужчинами, и для различных подгрупп SCA наблюдается уникальный профиль метилирования и профиль экспрессии РНК.
2. Профиль метилирования и профиль экспрессии РНК демонстрируют временные изменения.
3. Профиль метилирования ДНК и профиль экспрессии РНК являются тканеспецифичными.

3. Фенотип и повышенный риск заболеваний у пациентов с СЦА связаны с измененным профилем экспрессии РНК и метилирования ДНК.

Материалы: кровь, жир, мышцы, кожа, буккальные мазки, моча будут собраны у 60 пациентов с синдромом Клайнфельтера, 60 пациентов с синдромом Тернера, 20: 47, XXX и 20: 47, XYY и 80 мужчин и женщин, соответствующих контрольной группе.

Методы:

Анализ ДНК-метилирования с использованием полногеномного бисульфитного секвенирования (WGBS). Геномная ДНК будет преобразована бисульфитом и секвенирована на системе Illumina Novaseq. Препроцессоры данных последовательности программного конвейера MethylStar. Проанализировано с помощью Р.

Анализ экспрессии генов (РНК) РНК будет очищена и секвенирована с глубиной последовательности 30 миллионов прочтений. Обработка данных последовательности с использованием FastQC (контроль качества), HISAT2 (картирование) и featureCounts (экспрессия гена). Различия в экспрессии генов будут проанализированы в R.

Извлеченные биоптаты будут диссоциированы на отдельные клетки. РНК из этих отдельных клеток будет индивидуально секвенирована. Для анализа микроРНК мы будем выделять небольшие некодирующие РНК и анализировать их с помощью секвенирования следующего поколения. Ремоделирование хроматина можно проанализировать по «следам», оставленным гистонами на цепи ДНК. Картирование следов вдоль всей Х-хромосомы выполняется с использованием одного анализа с иммунопреципитацией хроматина (CHIP) в сочетании с глубоким секвенированием (chIPseq).

При анализе ассоциации генотип-фенотип с анализом взвешенной корреляционной сети (WGCNA) мы раскроем закономерности поведения генов и разделим их на модули, где гены реагируют в зависимости друг от друга. Эти модули впоследствии будут связаны с клиническими данными, что позволит идентифицировать «хабовые» гены с наиболее сильными ассоциациями с фенотипом.

Эти генные модули и сами данные об экспрессии генов могут, кроме того, быть включены в «глубокое фенотипирование» с использованием искусственного интеллекта. но может привести к более глубокому пониманию подобных заболеваний у пациентов без ВСС. Использование SCA в качестве моделей заболеваний и выявление изменений в метилировании ДНК и экспрессии РНК, связанных с сопутствующими заболеваниями, такими как метаболический синдром, врожденные пороки сердца или психические заболевания, может улучшить понимание этих заболеваний в целом и потенциально улучшить лечение других групп пациентов с подобные заболевания.

Кроме того, сбор данных расширит наш биобанк и позволит проводить будущие исследовательские проекты о SCA.