Существует целый ряд патологических состояний, сопровождаемых сниженными показателями Т- и В-лимфоцитов. Оценка этих показателей является жизненно важной для новорожденных, так как без своевременной диагностики и терапии нарушение иммунитета может привести к инфекционным заболеваниям с тяжелым течением, инвалидизации и высокой летальности. Цель исследования заключалась в разработке высокочувствительного и прецизионного метода для подсчета количества наивных Т- и В-лимфоцитов на основе определения эксцизионных кольцевых молекул ДНК TREC и KREC методом цифровой ПЦР. В результате был разработан специфический набор праймеров и проб, позволяющий с высокой точностью определять количество молекул TREC и KREC, а также проводить подсчет количества ядросодержащих клеток. Предложенная методика демонстрирует высокую диагностическую специфичность и чувствительность. Методика может быть применена как скрининговая диагностика иммунодефицитных состояний новорожденных, так и для оценки иммунного статуса у взрослого населения при различных иммунопатологических состояниях.

Введение. Эпигенетические процессы, такие как метилирование ДНК, играют важную роль в поддержании нормальной беременности и могут нарушаться при самопроизвольном аборте. Ранее нами был обнаружен повышенный уровень метилирования ретротранспозона LINE-1, составляющего около 17% генома человека, в ворсинах хориона спонтанных абортусов. Цель: анализ уровня метилирования ретротранспозона LINE-1 в ворсинах хориона в эмбрионах из семей со спорадическим и привычным невынашиванием беременности. Методы. В настоящем исследовании проведен анализ различий уровня метилирования в ворсинах хориона 46 медицинских абортусов (группа сравнения) и спонтанных абортусов из 155 семей со спорадическим и 127 семей с привычным невынашиванием беременности. Уровень метилирования LINE-1 был оценен методом таргетного бисульфитного массового параллельного секвенирования. Результаты. Не было обнаружено значимых различий уровня метилирования LINE-1 между группами с привычным и спорадическим невынашиванием беременности (p>0,05). Однако уровень метилирования LINE-1 был значимо выше по сравнению с медицинскими абортусами (40,2 ± 2,2%) у спонтанных абортусов с моносомией X из семей с привычным (42,0 ± 4,5%, p=0,04) и спорадическим невынашиванием беременности (43,1 ± 5,2%, p=0,03) и у спонтанных абортусов с трисомией 16 из семей со спорадическим невынашиванием беременности (43,1 ± 3,9%, p<0,001). Заключение. Нарушение уровня метилирования LINE-1 может быть маркером гибели части эмбрионов как при спорадическом, так и при привычном невынашивании беременности.

Введение. Изучение раннего эмбриогенеза человека сопряжено с анализом ограниченного количества биологического материала. Большинство методических подходов не дает возможности одновременно проанализировать несколько характеристик бластоцист на одном и том же материале. В данной работе представлены результаты пилотного исследования по секвенированию РНК клеток внутренней клеточной массы (ВКМ) и трофэктодермы (ТЭ) бластоцист человека. Цель: оценка возможности анализа экспрессии генов и реконструкции кариотипов бластоцист с использованием данных полнотранскриптомного секвенирования. Методы. Материал – 16 бластоцист человека, которые были получены в рамках циклов экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) в ОГАУЗ «Областной перинатальный центр им. И.Д. Евтушенко». Бластоцисты были механически разделены на ВКМ (2 фрагмента) и ТЭ (3 фрагмента). Пробоподготовка библиотек для секвенирования РНК проводилась с помощью коммерческого набора QIAseq FX Single Cell RNA Library Kit (Qiagen, Germany). Секвенирование было произведено на приборе NextSeq 550 с использованием коммерческих наборов NextSeq 500/550 High Output Kit v2.5 sequencing kit и NextSeq 500/550 High Output Kit v2 kit (Illumina, США), а также на приборе NextSeq 2000 (Illumina, США) с использованием коммерческого набора NextSeq 2000 P3 reagents (300 cycles) (Illumina, США). Биоинформатическая обработка данных проводилась с использованием FastQC, multiQC, STAR, R, DESeq2, superFreq. Для реконструкции цифровых кариотипов исследуемых образцов в качестве референсных образцов с подтвержденным нормальным кариотипом были использованы эмбриоидные тельца (ЭТ), полученные из линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). Результаты. В бластоцистах 7 дня развития в сравнении с бластоцистами 5 дня (7vs5) была выделена группа генов, ответственных за рост бластоцист (CTR9, GINS1 и ZNF830). При сравнении 7vs5 и при сравнении 6vs5 было выделено несколько групп генов, ответственных за локализацию белков и трансляцию. Всего выявлено 286 признаков хромосомной нестабильности (signatures of chromosomal instability, CIN). Амплификации, делеции, частичные амплификации и делеции аутосом встречались с частотой 48,3%, 34,3%, 11,2% и 6,3%, соответственно. Наиболее часто выявлялись нарушения числа копий 3, 5, 9, 10, 12, 15, 16, 17, 19, 22 хромосом. Нами была обнаружена обратная статистически значимая корреляция между качеством ТЭ и числом CIN в ВКМ, а также тенденция к уменьшению CIN в ТЭ при изменении качества ТЭ от «C» к «A». Заключение. Реконструкция кариотипов бластоцист на основе данных полнотранскриптомного анализа возможна и представляет интерес с точки зрения изучения взаимосвязи экспрессионных профилей клеток бластоцист и их хромосомной конституции.

Objectives. To evaluate clinical features and serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels in groups of patients with Parkinson’s disease (PD) with different genotypes of the rs6265 polymorphic variant of the BDNF gene. Materials and methods. Serum BDNF levels were assessed in 134 patients with PD as part of a multiplex panel of biomarkers for neurodegenerative diseases (HNDG3MAG-36K). Alleles for analysis of the rs6265 polymorphic variant of the BDNF gene were discriminated in groups of patients and controls (n = 192), matched in terms of sex, age, and ethnic composition, by real-time PCR using TaqMan probes. Results. Comparison of the distributions of rs6265 genotypes and alleles between the patient and control groups revealed no signifi cant differences. Serum BDNF levels varied signifi cantly by genotype (rs6265) in PD patients. For individuals with the AA genotype, a minimum mean serum BDNF level was noted (320.1 ± ± 164.6 pg/ml), which was signifi cantly different from the corresponding value for individuals with the GA (2944.2 ± 1590.6 pg/ml; p = 0.0001) and GG (2949.4 ± 1620.6 pg/ml; p = 3.9·10–5) genotypes. The BDNF concentration was found to differ signifi cantly between patients with different forms of PD (p = 0.0007) and increased as the Hoehn and Yahr stage of disease progressed (p = 1.0·10–6). Conclusions. These studies found no association between the rs6265 polymorphic variant of the BDNF gene and the development of PD in the study population. Variability in the mean serum BDNF level depending on the genotype of the BDNF gene polymorphism studied here was established in patients with PD with a number of clinical features.

Pycnodysostosis (PD) is a rare autosomal recessive skeletal dysplasia from impaired bone resorption due to osteoclastic dysfunction. The features of PD are deformity of the skull, maxilla, and phalanges; osteosclerosis; and bone fragility. We describe the case of a patient with complaints of multiple fractures of the lower extremities in the anamnesis and pain in the lower extremities, cervical spine, and shoulder girdle during physical exertion. Genetic testing revealed a novel homozygous variant c.704T>C (p.Leu235Pro) in the CTSK gene. Biallelic pathogenic variants in this gene lead to PD. Thus, the diagnosis in the patient was established by finding a novel likely pathogenic variant in the CTSK gene.

На сегодняшний день имеются ограниченные знания об основных характеристиках генов человека, их структуре, функции и механизмах регуляции экспрессии. Биологическая роль около 20 % белковых продуктов генов до сих пор не установлена, а молекулярные функции известной части протеома остаются недостаточно изученными. Данное обстоятельство ограничивает прогресс как фундаментальных, так и прикладных биологических и медицинских наук, в особенности в случае терапии наследственных болезней, патогенез которых обусловлен наличием вариантов в нуклеотидной последовательности отдельных генов. В связи с этим возрастает необходимость проведения исследований, направленных на изучение функций генов, а также молекулярных патогенетических путей, связанных с развитием моногенных заболеваний. Наша статья посвящена гену TCF4, кодирующему широко экспрессируемый фактор транскрипции, важный для развития и функционирования нервной системы. К настоящему времени установлено, что патогенные варианты в этом гене приводят к развитию редкого генетического заболевания, известного как синдром Питта–Хопкинса, а полиморфные варианты в TCF4 ассоциированы с рядом социально значимых заболеваний, представленных различными психическими расстройствами. Молекулярные механизмы патогенеза подобных состояний по-прежнему остаются неизученными, а знания о вышестоящей регуляции TCF4 и его нижестоящих генах-мишенях ограничены. Сложность структурной организации и особенности регуляции экспрессии гена обеспечивают многообразие изоформ TCF4, что затрудняет понимание молекулярных функций белка. В обзоре рассмотрены известные данные о структуре и функциях фактора транскрипции TCF4. Обсуждаются потенциальные гены-мишени и возможные патогенетические механизмы, обусловленные потерей функции этого белка, выявленные в исследованиях на животных и клеточных моделях синдрома Питта–Хопкинса. Рассмотрены преимущества и ограничения потенциальных стратегий терапии указанного синдрома, основанные на компенсации дозы TCF4 или воздействии на молекулярные мишени изучаемого транскрипционного фактора.

Цель исследования. Изучение распространенности и ассоциации синдрома хронической усталости (СХУ) с другими клиническими, нейропсихологическими проявлениями болезни Паркинсона (БП), а также в связи с сывороточными маркерами воспаления и генетическими полиморфизмами. Материал и методы. В исследовании приняли участие 533 пациента с БП. Всем пациентам проведено клиническое неврологическое исследование и нейропсихологическое тестирование с использованием валидизированных опросников: госпитальной шкалы тревоги и депрессии, шкалы депрессии Бека II, Монреальской шкалы оценки когнитивных функций, шкалы апатии, опросника SAQ, оценивающего количество дневных атак сна, шкалы для оценки вегетативных нарушений у пациентов с БП. Усталость оценивалась с помощью шкалы тяжести усталости (FSS). У 144 пациентов с БП оценена концентрация в сыворотке крови группы воспалительных маркеров (slCAM-1, sVCAM-1, NCAM, CCL5, PAI-1 и MPO). Выполнено исследование случай-контроль полиморфизма генов CCL5 (rs2107538) и PAI-1 (rs2227631) в связи с развитием БП, а также в группах, различающихся по наличию/отсутствию СХУ у пациентов с БП. Кроме того, изучена связь этих полиморфизмов с вариабельностью уровней соответствующих белков в сыворотке крови. Генотипирование полиморфизма генов CCL5 (rs2107538) и PAI-1 (rs2227631) выполнили с помощью ПЦР в режиме реального времени с использованием зондов TaqMan. Результаты. В группе больных БП СХУ распространен в 66,7% случаев. Кроме того, у пациентов с СХУ чаще встречались немоторные симптомы: эмоционально-аффективные, когнитивные, вегетативные нарушения и боль. Установлена сильная корреляционная взаимосвязь между выраженностью СХУ, оцененной в баллах по опроснику FSS, и сывороточной концентрацией CCL5, sVCAM-1, NCAM и slCAM-1. У впервые диагностированных пациентов с БП, не принимающих противопаркинсонические препараты на момент исследования, и имеющих СХУ, отмечены более высокие корреляционные взаимосвязи между сывороточными маркерами воспаления и выраженностью проявлений СХУ. При сравнении распределения генотипов и аллелей полиморфизма генов CCL5 (rs2107538) и PAI-1 (rs2227631) между группами пациентов с БП и контролем обнаружены некоторые различия (p<0,05). Однако изученные полиморфизмы rs2107538 и rs2227631 не оказывают влияния на вариабельность уровней сывороточных белков CCL5 и PAI-1 соответственно, так же как не влияют на развитие СХУ у пациентов с БП. Заключение. СХУ является распространенным при БП, причем пациенты с БП и СХУ характеризуются повышенным уровнем сывороточных маркеров CCL5, sVCAM-1, slCAM-1 и NCAM, что свидетельствует о важности воспалительной компоненты в развитии нейродегенеративного заболевания. Кроме того, клиническое течение БП у пациентов с СХУ отягощено другими немоторными проявлениями, включая эмоционально-аффективные, когнитивные, вегетативные нарушения и боль. Данные результаты подчеркивают потенциальный вклад воспалительной компоненты в развитие усталости, связанной с БП, начиная с самых ранних клинических стадий заболевания.

Впервые генетически верифицирован диагноз MELAS-синдрома в якутской семье с помощью секвенирования митохондриального генома. Подтверждена замена аденина на гуанин в позиции 3243 (m.3243A>G) в в гене tRNALeu(UUR) (MT-TL1). Уровень мутантного аллеля (гетероплазмия) у пациентки составил 38,5%, тогда как у матери всего лишь 9,8%, что объясняется явлением селекции быстро делящихся клеток крови с низким уровнем мутантных аллелей в течение жизни. Показано, что явление гетероплазмии мтДНК формирует значительную клиническую гетерогенность проявления болезни и демонстрирует сложность постановки диагноза субклинических форм MELAS.

Прогресс, достигнутый за последнее десятилетие в области кардиогенетики, ознаменовался, главным образом, работами, основанными на оценке наследуемых герминативных мутаций. Новые направления продемонстрировали значительную роль клеточной пластичности, соматического мозаицизма и клонального гемопоэза в структуре риска развития ишемической болезни, а также острых сосудистых нарушений атерогенного происхождения. Секвенирование единичных клеток и масс-цитометрия позволили раскрыть принципиально новые механизмы развития атеросклероза. В обзоре раскрываются современные данные в области изучения атеросклероза и сосудистых нарушений с фокусом на клеточную пластичность, соматический мозаицизм и клональный гемопоэз.

Патогенные аллельные варианты гена рецептора липопротеинов низкой плотности (ЛНП) LDLR вызывают наследственное заболевание семейную гиперхолестеринемию (СГХС), приводящую к атеросклеротическим поражениям сосудов. Несмотря на то что эндотелий участвует в патогенезе СГХС, мало известно о том, как эндотелиальные клетки сосудов различаются у людей с нормальными и патогенными аллелями LDLR.

Выявление наследственной основы преэклампсии остается актуальным направлением для медицинской генетики. Несмотря на многочисленные попытки поиска главных предопределяющих факторов, до настоящего времени не сформулировано общепринятых гипотез патогенеза этого осложнения беременности ввиду многофакторной природы рассматриваемой патологии. Одним из прогрессивных подходов к изучению сложных заболеваний является модельный анализ ген-генных взаимодействий, позволяющий выделять из большого массива факторов те сочетания генотипов, которые могут определять высокий или низкий риск предрасположенности в рамках рассматриваемой патологии. В представленной работе анализ межгенных взаимодействий применен для создания модели, прогнозирующей риск тяжелого течения преэклампсии, получены ключевые сочетания генов, предрасполагающие к развитию преэклампсии в русской популяции. Впервые был продемонстрирован прогностический потенциал сочетаний локусов rs3774298 BCL6 и rs2071045 LEP в отношении развития тяжелой формы исследуемой патологии (OR = 2,97). Дополнительно установлено, что полиморфный вариант rs3774298 гена BCL6 локализуется в функционально активном регионе генома, расположенном в сайте связывания транскрипционного фактора CTCF, который может функционировать как активатор транскрипции, так и репрессор, что подчеркивает роль регуляторных систем клетки в механизмах формирования и течения преэклампсии.

Задержка роста плода - осложнение беременности, определяемое как неспособность плода реализовать свой генетически обусловленный потенциал роста. Несмотря на высокую социальную и медицинскую значимость этой проблемы, к настоящему времени точный патогенез задержки роста плода не известен, поэтому несомненный интерес представляет анализ молекулярно-генетических механизмов данной патологии в рамках подходов, использующих современные высокопроизводительные технологии массового параллельного секвенирования. В настоящем обзоре мы сконцентрировались на анализе данных, полученных в исследованиях генетической компоненты задержки роста плода, авторами которых использованы технологии массового параллельного секвенирования и осуществлено полнотранскриптомное профилирование. Результаты полногеномного анализа экспрессии генов плацентарной ткани позволяют выделить 1430 дифференциально экспрессирующихся при задержке роста плода и физиологической беременности генов, из которых только 1% найден хотя бы в двух работах. Эти дифференциально экспрессирующиеся гены вовлечены в сигнальный путь Wnt/p-катенина, который играет важную роль в миграции клеток, формировании нейронных паттернов и органогенезе во время эмбрионального развития. Общие гены ассоциированы как с акушерскими и гинекологическими заболеваниями, так и с различными соматическими состояниями из групп нейродегенеративных, сердечно-сосудистых заболеваний, психических расстройств, что, вероятно, отражает их вовлеченность в развитие постнатальных последствий задержки роста плода. Результаты нашей работы не только указывают на потенциальные молекулярные механизмы и ключевые гены, лежащие в основе задержки роста плода, но также свидетельствует о важной роли ген-генных коммуникаций в механизмах реализации этой патологии: около 30% продуктов всех идентифицированных дифференциально экспрессирующихся генов взаимодействуют между собой в рамках одной генной сети. В целом, полногеномное секвенирование РНК в совокупности с анализом белок-белковых взаимосвязей, представляет собой перспективное направление в исследованиях развития и функционирования плаценты, а также идентификации молекулярно-генетических механизмов заболеваний, связанных с плацентарной недостаточностью, в том числе с задержкой роста плода.

Аневризма аорты (АА) – жизнеугрожающее состояние с высокой распространённостью и риском развития тяжёлых осложнений. Цель настоящего обзора заключалась в обобщении накопленных к настоящему времени данных о роли длинных некодирующих РНК (lncRNA) в развитии АА различной локализации. За менее чем 10-летний период исследований lncRNA при АА с использованием экспериментальных и биоинформатических подходов получены сведения, подтверждающие вовлечённость молекул данного класса в критические для развития аневризмы метаболические пути и патогенетические звенья. Вне зависимости от локализации патологического процесса (грудная, брюшная аорта), установлены изменения уровней экспрессии различных lncRNA в ткани поражённых сосудов. Зарегистрирована согласованность изменений уровня экспрессии lncRNA, мРНК и микроРНК в тканях аорты при развитии АА и выявлен ряд патогенетически значимых для биохимических путей и клеточных процессов регуляторных сетей, в которых lncRNA выступает в качестве конкурирующей эндогенной РНК (сеRNA-сети). При этом, с одной стороны, одна и та же lncRNA может вовлекаться в различные сеRNA-сети и регулировать разные биохимические и клеточные события, с другой – один и тот же патологический процесс контролируется разными lncRNA. Несмотря на некоторую общность патогенеза и на перекрывание спектра lncRNA, для абдоминальной и торакальной АА не описаны идентичные сеRNA-сети. Установлены также потенциально значимые для патогенеза АА взаимодействия между lncRNA и белковыми молекулами, в том числе вовлечёнными в эпигенетические процессы на других уровнях. Для некоторых lncRNA наблюдали корреляции уровня экспрессии с клинически значимыми при АА параметрами аорты и биохимическими показателями. Выявление функционально значимых для развития аневризмы регуляторных РНК имеет значение для уточнения патогенеза заболевания, а также создаёт основу для ранней диагностики и разработки новых профилактических и терапевтических препаратов.

Уровень хромосомных аномалий в соматических клетках взрослых индивидов характеризуется значительной межиндивидуальной изменчивостью, на которую частично могут влиять генетические и эпигенетические факторы. При этом эпигенетический ландшафт в клетках в значительной степени определяется метилированием генома. Цель настоящего исследования – анализ взаимосвязи между глобальным метилированием генома и частотой хромосомных аномалий в лимфоцитах работников, работавших с плутонием. В лимфоцитах 40 мужчин-работников радиохимического предприятия (Северск, Россия) с инкорпорированным плутонием-239 и 49 здоровых мужчин-добровольцев, которые не подвергались профессиональному воздействию ионизирующего излучения, были проанализированы частоты хромосомных аберраций, микроядер, анеуплоидии хромосом 2, 7, 8, 12, X и Y и уровень сестринских хроматидных обменов. Индекс метилирования ретротранспозона LINE-1 был оценен как хорошо известный маркер глобального метилирования генома. В группе работников по сравнению с контролем были достоверно выше частоты центромеро-негативных микроядер (4.74 ± 2.26‰ против 3.02 ± 1.69‰), аберраций хромосомного типа (0.81 ± 0.79 против 0.44 ± 0.69%) и суммарного хромосомного нерасхождения (0.93 ± 0.43 против 0.50 ± 0.25%) (р < 0.05). Индекс метилирования LINE-1 достоверно не отличался между группой работников и контрольной группой (74.93 ± 3.63 против 73.92 ± 4.62%). В контрольной группе наблюдалась корреляция между метилированием LINE-1 и частотой микроядер (R = –0.35, p = 0.031), тогда как в группе работников отмечались корреляции между индексом метилирования LINE-1 и частотой аберраций хроматидного типа (R = –0.42, p = 0.012) (но не аберраций хромосомного типа) и уровнем сестринских хроматидных обменов (R = –0.53, p = 0.004). Таким образом, гипометилирование LINE-1 после воздействия плутония связано главным образом с репарированными или неправильно репарированными разрывами хроматид.

Обзор посвящен анализу сферы компетенции генов менделевских кардиомиопатий (КМП) – гипертрофической, дилатационной, аритмогенной и рестриктивной. По Simple ClinVar патогенные/вероятно патогенные варианты 75 генов приводят к развитию одного или нескольких типов КМП. В то же время для данных генов характерны экспрессия в различных тканях и органах (не только в сердце и сосудах, но и в различных отделах головного мозга, желудочно-кишечного тракта и др.), а также вовлеченность в разнообразные метаболические пути и биологические процессы. Эти данные в целом согласуются с результатами широкогеномных ассоциативных исследований (GWAS). Варианты генов КМП ассоциированы с различными типами КМП и другими заболеваниями сердечно-сосудистой системы, а также оказались информативными в отношении таких патологических состояний как ожирение, различные заболевания костно-мышечной и нервной систем, психические, онкологические, инфекционные заболевания и другие. Помимо патологических состояний полиморфизм генов КМП связан с вариабельностью широкого спектра количественных признаков, в том числе патогенетически значимых для различных многофакторных заболеваний. О неслучайности выявленных ассоциаций генов КМП с многофакторными заболеваниями свидетельствуют: коморбидность КМП с ассоциированными по GWAS заболеваниями или участие последних в качестве симптома, фактора риска развития патологии миокарда, модификатора клинической картины; перекрывание пораженных систем органов и спектра патологий, с которыми ассоциированы частые варианты (по GWAS) и к которым приводят редкие патогенные варианты (по OMIM) генов КМП; подтверждение вовлеченности генов КМП в патогенез патологий других систем органов на молекулярном уровне. Таким образом, представленные в обзоре данные свидетельствуют о широкой сфере компетенции генов первичных КМП, выходящей за рамки сердечно-сосудистой системы, что свидетельствует об актуальности проведения комплексных исследований, направленных на определение причинно-следственных отношений между КМП и патологиями других органов, в том числе и с привлечением молекулярно-генетических данных.