Типы синдрома Ангельмана
Механизмы генетической поломки
Наши клетки содержат 23 пары хромосом. В каждой паре есть отцовская и материнская копии. 15 хромосома содержит ген UBE3A, который выполняет определенные функции в клетках мозга материнской копии.
Отцовская копия неактивна или молчит.
Синдром Ангельмана обусловлен отсутствием или неисправностью этого гена на материнской копии хромосомы. Поэтому у вашего ребенка отсутствует преобразование в мозге копии гена UBE3A, что нарушает развитие нервной системы.
Отцовская копия неактивна или молчит.
Синдром Ангельмана обусловлен отсутствием или неисправностью этого гена на материнской копии хромосомы. Поэтому у вашего ребенка отсутствует преобразование в мозге копии гена UBE3A, что нарушает развитие нервной системы.
Риск передачи синдрома Ангельмана другим детям в семье зависит от типа генетической аномалии.
Он почти равен нулю в случае делеции или дисомии, которые обычно происходят случайно, но существует в
случае дефекта импринтинга и мутации гена UBE3A.
В любом случае, подробная консультация генетика возможна только после определения типа аномалии у ребенка.
Он почти равен нулю в случае делеции или дисомии, которые обычно происходят случайно, но существует в
случае дефекта импринтинга и мутации гена UBE3A.
В любом случае, подробная консультация генетика возможна только после определения типа аномалии у ребенка.
4 типа известных генетических аномалий или "генотипов" имеют одни и те же постоянные признаки, но с разной степенью развития.
Делеции хромосомы 15 встречаются чаще всего (70% случаев) и вызывают наиболее типичные и серьезные нарушения в отношении моторики и речи. Умеренная микроцефалия присутствует всегда, так же как и эпилепсия, иногда в тяжелой форме. Также для делеции характерна гипопигментация.
Пациенты с дисомией или дефектом импринтинга встречаются реже. Их навыки могут быть лучше развиты: раньше начинают ходить, ходьба более уверенна, более развитая мелкая моторика, речь скудна, но с несколькими десятками слов, эпилепсия малоактивна или вообще отсутствует, размер черепа в норме. Поэтому иногда симптомы вводят в заблуждение и могут быть не распознаны, и часто диагноз устанавливают намного позже.
Пациенты с мутацией UBE3A имеют средние навыки между делецией и двумя другими типами. Именно в этих трех последних типах чаще можно наблюдать в подростковом возрасте повышение аппетита, избыточный вес с риском ожирения, а иногда и быстрого роста.
Однако играют большую роль и личные особенности ребёнка.
Также существует еще один тип синдрома Ангельмана — «мозаичный», который встречается крайне редко. В мозаичном типе СА некоторый процент клеток мозга имеет нормальную копию материнского гена UBE3A. У больных с данной формой Синдрома Ангельмана обычно меньше проявлений заболевания.
Мы очень обеспокоены тем фактом, что некоторые специалисты ставят пациентам диагноз «Синдром Прадермана» или двойной диагноз: Синдромы Ангельмана и Прадера-Вилли.
Совместно с Ассоциацией Синдрома Прадера-Вилли в Великобритании (PWSA UK), а также Клиническим и Научным Комитетом Международной Организации Синдрома Прадера-Вилли (CSAB) сделали совместное заявление о том, что данный диагноз неверен и не должен быть использован. «Термин «Синдром Прадермана» или двойной диагноз: Синдромы Ангельмана и Прадера-Вилли является неверным и сбивающим с толку. Доктор Прадер никогда не принимал пациентов с таким диагнозом и, соответственно, не мог бы описать данное состояние и назвать его своим именем.
Люди с мозаичной формой Синдрома Ангельмана имеют несколько более развитые функциональные навыки и способности по сравнению с другими формами СА, а также часто имеют гораздо лучшие речевые навыки, чем люди с другими формами СА. Иногда этот факт может озадачить тех специалистов, которые ранее не сталкивались с таким фенотипом. Однако симптомы и характеристики Синдромов Ангельмана и Прадера-Вилли очень разные.
У многих пациентов с Синдромом Ангельмана также наблюдается гиперфагия и другие расстройства поведения, связанные с едой. Иногда эти проявления наблюдаются у пациентов с мозаичной формой Синдрома Ангельмана, возможно, по причине их более развитых физических способностей.
Делеции хромосомы 15 встречаются чаще всего (70% случаев) и вызывают наиболее типичные и серьезные нарушения в отношении моторики и речи. Умеренная микроцефалия присутствует всегда, так же как и эпилепсия, иногда в тяжелой форме. Также для делеции характерна гипопигментация.
Пациенты с дисомией или дефектом импринтинга встречаются реже. Их навыки могут быть лучше развиты: раньше начинают ходить, ходьба более уверенна, более развитая мелкая моторика, речь скудна, но с несколькими десятками слов, эпилепсия малоактивна или вообще отсутствует, размер черепа в норме. Поэтому иногда симптомы вводят в заблуждение и могут быть не распознаны, и часто диагноз устанавливают намного позже.
Пациенты с мутацией UBE3A имеют средние навыки между делецией и двумя другими типами. Именно в этих трех последних типах чаще можно наблюдать в подростковом возрасте повышение аппетита, избыточный вес с риском ожирения, а иногда и быстрого роста.
Однако играют большую роль и личные особенности ребёнка.
Также существует еще один тип синдрома Ангельмана — «мозаичный», который встречается крайне редко. В мозаичном типе СА некоторый процент клеток мозга имеет нормальную копию материнского гена UBE3A. У больных с данной формой Синдрома Ангельмана обычно меньше проявлений заболевания.
Мы очень обеспокоены тем фактом, что некоторые специалисты ставят пациентам диагноз «Синдром Прадермана» или двойной диагноз: Синдромы Ангельмана и Прадера-Вилли.
Совместно с Ассоциацией Синдрома Прадера-Вилли в Великобритании (PWSA UK), а также Клиническим и Научным Комитетом Международной Организации Синдрома Прадера-Вилли (CSAB) сделали совместное заявление о том, что данный диагноз неверен и не должен быть использован. «Термин «Синдром Прадермана» или двойной диагноз: Синдромы Ангельмана и Прадера-Вилли является неверным и сбивающим с толку. Доктор Прадер никогда не принимал пациентов с таким диагнозом и, соответственно, не мог бы описать данное состояние и назвать его своим именем.
Люди с мозаичной формой Синдрома Ангельмана имеют несколько более развитые функциональные навыки и способности по сравнению с другими формами СА, а также часто имеют гораздо лучшие речевые навыки, чем люди с другими формами СА. Иногда этот факт может озадачить тех специалистов, которые ранее не сталкивались с таким фенотипом. Однако симптомы и характеристики Синдромов Ангельмана и Прадера-Вилли очень разные.
У многих пациентов с Синдромом Ангельмана также наблюдается гиперфагия и другие расстройства поведения, связанные с едой. Иногда эти проявления наблюдаются у пациентов с мозаичной формой Синдрома Ангельмана, возможно, по причине их более развитых физических способностей.
Существует так называемый атлас генов (OMIM, разные браузеры геномные), где вы можете ввести участок делеции, который покажет, каких именно генов не хватает при делеции.
Ссылки: Chromosome 15: 25,333,728-25,439,051 - Region in detail - Homo_sapiens - Ensembl genome browser 102
Human hg19 chr15:1-102531392 UCSC Genome Browser v408
Ссылки: Chromosome 15: 25,333,728-25,439,051 - Region in detail - Homo_sapiens - Ensembl genome browser 102
Human hg19 chr15:1-102531392 UCSC Genome Browser v408
Типы делеций
Делеционные СА составляют большинство (около 70%) случаев СА.
Существует 2 основных типа делеций в области q11-q13 хромосомы 15.
Все они включают ген UBE3A, а также другие гены, кодирующие белок, многочисленные гены малых ядрышек РНК и некодирующие области потенциального функционального значения.
1 тип: делеция от BP1 до ВР3
2 тип: делеция от ВР2 до ВР3
Делеция 1 типа имеет геномную длину приблизительно 5,69 мб.
Делеция 2 типа имеет геномную длину приблизительно 4,82 мб.
Микроделеции происходят в области геномного кластера, которая располагается между BP1 и ВР2, ВР3 и ВР4 и крайне редко BP5.
Делеции 15q11-q13 включают кластер генов GABRB3-GABRA5-GABRG3, который кодирует субъединицы рецептора гамма-аминомасляной кислоты типа A (GABAA) b3, a5 и g3. Учитывая важную роль ГАМКергической системы (Гамма-амино масляная кислота - аминокислота, тормозной нейромедиатр ЦНС) в развитии и функционировании мозга, удаленные гены субъединиц рецептора GABAA могут вызывать важные различия в генотипах СА.
В целом пациенты с AS, возникшим в результате больших делеций хромосом, оказываются более тяжелыми, чем пациенты, принадлежащие к другим генетическим классам.
Данные научных исследований European Journal of Human Genetics предполагают, что делеции генов, отображенных в области между BP1 и BP2, могут отвечать за нарушение речи и задержку приобретения способностей к развитию, поскольку все пациенты с делецией BP1–BP3 продемонстрировали полное отсутствие вокализации, в то время как 38,1% BP2–BP3 пациентов с делецией были способны произносить слоговые звуки, и задержка развития была более серьезной у AS-пациентов с ВР1–ВР3, чем с делециями ВР2–ВР3.
Подробнее читайте научное исследование в статье:
Статья European Journal of Human Genetics (2004) «Фенотипическая изменчивость при синдроме Ангельмана: сравнение между разными типами делеций и между делециями и одноотцовской дисомией»
В исследованиях участвовали 49 пациентов с делецией различной степени, а также 9 пациентов с однородительской дисомией. Диагноз был поставлен с помощью анализа метилирования экзона 1 гена SNRPN-SNURF, а также анализа микросателлитного локуса внутри и за пределами региона 15q11–q13.
Не обнаружены значительные фенотипические различия между двумя основными классами (BP1–BP3; BP2–BP3) пациентов с Синдромом Ангельмана (делеция), за исключением отсутствия вокализаций, которые более характерны для пациентов с делецией BP2–BP3, а также возраста, когда ребенок начал сидеть без поддержки (раньше у пациентов с делецией BP2–BP3). Согласно нашим данным делеции в генах NIPA1, NIPA2, CYF1P1, GCP5, соотнесенные с регионом между точками разрыва BP1 и BP2, могут быть связаны с серьезностью нарушения речи, поскольку все пациенты с делецией BP1–BP3 демонстрировали полное отсутствие вокализаций, тогда как 38.1% пациентов с делецией BP2–BP3 были способны произносить слоги неопределенного значения.
По сравнению с пациентами с однородительской дисомией, у пациентов с делецией чаще наблюдались нарушения глотания (73.9% - делеция и 22.2% - ОРД), а также гипотония (73.3% - делеция и 28.57% - ОРД). Кроме того, у детей с однородительской дисомией наблюдалось лучшее физическое развитие, отсутствие или меньшее количество приступов, меньше случаев микроцефалии, менее выраженная атаксия и более высокие когнитивные способности.
В результате того, что Синдром Ангельмана имеет менее выраженный и менее типичный фенотип, данный Синдром может остаться недиагностированным, что приведет к общей недостаточной диагностике заболевания. (Европейский журнал генетики человека 2014)
Четыре различных механизма могут привести к фенотипу AS: две трети случаев AS имеют материнскую делецию в пределах 15q11 – q13; отцовская однородительская дисомия хромосомы 15 (UPD15) выявляется в 2–3%; примерно 2% имеют мутацию в центре импринтинга и примерно в 8% обнаруживаются мутации в гене UBE3A. Пациенты класса I показывают контрольные точки на BP1 (проксимальном) и BP3 (дистальном), в то время как пациенты класса II имеют контрольные точки на BP2 (проксимальном) и BP3 (дистальном). Остальные 5% имеют дистальную контрольную точку BP4. О другой контрольной точке, BP5, сообщалось только в маркерных хромосомах inv dup (15) 5,6 и в некоторых случаях интерстициальных дупликаций и утроении хромосомы 15q11– q13.7–9.
В целом пациенты с AS, возникшим в результате больших делеций хромосом, оказываются более тяжелыми, чем пациенты, принадлежащие к другим генетическим классам. Некоторые авторы показали, что AS-пациенты с одноотцовской дисомией имеют более мягкий фенотип, чем пациенты с делециями 10-13. Они отметили, что дети с одноотцовской дисомией имеют лучший физический рост, часто с весом выше 75-го центиля, меньшим количеством припадков или их отсутствием, меньшей атаксией и лучшими когнитивными навыками. Гипопигментация чаще встречается у пациентов с делециями, поскольку неимпринтированный ген, ответственный за пигментацию (P), которая вызывает окулокожный альбинизм II типа, расположен в дистальной части 15q11 – q13.
У больных с делецией гена ОСА2 oculocutaneous albinism наблюдаются фенотипические признаки меланинового обмена: гипопигментация кожи, волос, глазных радужек.
По сравнению с людьми с делецией СА-пациенты с дефектами импринтинга с меньшей вероятностью имеют микроцефалию, гипопигментацию или судороги и демонстрируют лучший рост, двигательные вехи и коммуникативные навыки. Ожирение является относительно обычным явлением в этой группе. Пациенты с мутациями UBE3A обладают способностями, которые находятся где-то между способностями группы с делецией и группой людей с одноотцовской дисомией. У них часто возникают судороги и микроцефалия, но гипопигментация не обнаруживается. Двигательные и коммуникативные навыки выше, чем в группе делеции. В этой группе частота ожирения особенно высока по мере взросления пациентов.
Здесь мы сообщаем о проксимальных и дистальных точках разрыва хромосомного сегмента 15q11 - q13, обнаруженных у 46 пациентов с делециями АС (13 ВР1-ВР3 - тип I; 22 ВР2-ВР3 - тип II; два ВР2-ВР4 - тип III, один ВР2-ВР5 - тип IV, восемь безрезультатных) и описываем различия в фенотипе и поведении, обнаруженные среди 35 пациентов с различными видами делеций (13 типа I; 22 типа II) и среди 49 пациентов с делециями и девяти пациентов с UPD.
Материалы и методы
Пациенты
Исследование контрольных точек было проведено среди 46 пациентов с СА с делецией, а фенотипические и поведенческие исследования - среди 58 пациентов (34 женщины и 24 мужчины в возрасте от 1 года и 3 месяцев до 30 лет и 5 месяцев): 49 пациентов с 15q11 – q13 с делецией и девяти с UPD (однородительской дисомией). Этим пациентам был поставлен диагноз в нашей лаборатории с июля 1996 года по июль 2003 года.
Большинство пациентов были направлены на генетическое тестирование на СА врачами отделения неврологии и Детского института медицинского факультета Университета Сан-Паулу и были обследованы по крайней мере одним из авторов в соответствии со стандартным протоколом, который включал оценку физических и поведенческих характеристик. Информационное согласие было получено для всех пациентов от законного опекуна.
В целом 21 пациент с делецией и четыре пациента с UPD ранее были описаны Фридманом и др. 13, а еще восемь из девяти пациентов с UPD, представленных здесь, были описаны Фридманом и др. 18
Генетические исследования
ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови по стандартным методикам. Диагноз был установлен путем анализа паттерна метилирования в области PWS / AS. ДНК была модифицирована обработкой бисульфитом, и экзон 1 SNURF-SNRPN амплифицирован с помощью ПЦР.19. Характерная картина AS распознается только по присутствию отцовской полосы 221 п.о. (данные не показаны).
Три маркера в критической области 15q11 - q13 (D15S11, D15S113 и GABRB3) 20 и по крайней мере один маркер за пределами этой области (D15S984, D15S131, D15S117, D15S115 или CYP19) были изучены у пациентов и их родителей, чтобы различать делецию и однородительскую дисомию (данные не показаны). Исследование степени делеции проводили с помощью микросателлитного анализа с маркерами, картированными в сегменте 15q11 - q14 (D15S11, D15S113, GABRB3, D15S1002, D15S1048, D15S1019, D15S165, D15S1031, D15S1043, D15S1010) у пациентов и их родителей.
Хромосомные исследования пациентов выполнялись на лимфоцитах периферической крови с использованием техники GTG-бэндинга для исследования структурных и числовых изменений.
Статистический анализ
Часто встречаемые фенотипические характеристики в подгруппах пациентов сравнивали в 2 таблицах сопряженности, используя точный критерий Фишера, который генерирует точные вероятности, соответствующие нулевой гипотезе неассоциации.
Результаты
Все пациенты имели нормальный кариотип. Из 46 пациентов с делецией AS, проанализированных с помощью маркеров D15S541 / D15S542, 41 был информативным по крайней мере для одного из двух маркеров. В целом у 34,46% (14/41) была обнаружена делеция S541 / 542, что указывает на то, что BP1 был проксимальной точкой потери генов при делеции. Остальные 65,54% (27/41) были гетерозиготными по S541 / 542, что указывает на то, что BP2 был проксимальной точкой разрыва. Из 43 информативных случаев 40 (93,02%) имели дистальную точку разрыва на уровне BP3 (проксимальнее D15S1048 / 1019); 4,66% (2/43) при BP4 (между D15S1019 и D15S165) и 2,32% (1/43) при BP5 (между D15S1031 и D15S1010). Таким образом, мы обнаружили пять областей контрольных точек у пациентов с делецией AS: BP1, BP2, BP3, BP4 и BP5. В общей сложности 38 пациентов представили информативные результаты для проксимальных и дистальных контрольных точек одновременно: 34,21% (13) относились к типу I (BP1–BP3), 57,9% (22) к типу II (BP2–BP3), 5,26% (два) к типу III (BP2–BP4) и 2,63% (один) до типа IV (BP2–BP5).
Таблица 1 показывает частоту клинических и поведенческих данных среди пациентов с различными классами делеций (13 пациентов с делециями на уровне BP1–BP3, 22 BP2–BP3, два BP2–BP4, один BP2–BP5). Таблица 2 показывает частоту клинических и поведенческих характеристик 49 пациентов с делецией и девяти пациентов с UPD.
Обсуждение
Сравнение поведенческих и клинических данных у пациентов с делецией AS с разными классами делеции
У наших пациентов с делецией были те же точки потери генов, которые уже были описаны, 2–4, за исключением дистальной точки останова BP5, обнаруженной у одного пациента. Дистальная точка разрыва BP5 ранее выявлялась только в больших inv dup (15) хромосомах 5,6 и в некоторых случаях при интерстициальных дупликациях и тройных дупликациях хромосомы 15q11 - q13.7 - 9.
Все пациенты с делецией имели клинический фенотип, типичный для АС: задержка развития, тяжелая умственная отсталость, макростомия, вспышки смеха и атаксическая походка. Пациенты с делецией типа II показали лучшие результаты, чем пациенты с типом I, в двух областях развития: сидении без поддержки и вокализации.Сидение без опоры достигалось в среднем в 16 месяцев у пациентов типа II и в 19 месяцев у пациентов типа I. Вокализация была более выражена в II типе, в котором 38,1% пациентов могли произносить слоговые звуки сомнительного значения. Пациенты типа I могли издавать только неартикулированные звуки. Никаких статистических различий в отношении возраста держания головы и независимой походки продемонстрировать не удалось, но у пациентов с типом II двигательное развитие было немного лучше (таблица 1).
Пациенты класса I также демонстрировали более высокую частоту гипотонии (84,6% в классе I, 61,1% в классе II), микроцефалии (75% в классе I, 55% во втором классе); судороги (присутствуют в 92,3% класса I 85% класса II) и более низкую способность к общению с помощью жестов (60% в классе I, 84,6% во втором классе), хотя статистическая значимость не может быть продемонстрирована.
Настоящее исследование позволило установить корреляцию между двумя различными классами основных делеций и фенотипом AS. Недавно четыре гена (NIPA1, NIPA2, CYF1P1, GCP5) были картированы в области между точками разрыва BP1 и BP2, но их функция все еще неизвестна.21 Rainier et al22 сообщили о доминантно-отрицательной мутации в гене NIPA1 в родстве с аутосомно-доминантным наследственная спастическая параплегия, связанная с локусом SPG6. Тот факт, что пациенты с делецией I класса с PWS и AS не проявляют прогрессирующей спастической параплегии, указывает на то, что гаплонедостаточность NIPA1 не вызывает это заболевание.
Наши данные предполагают, что делеции генов, картированных в области между ВР1 и ВР2, могут быть вовлечены в нарушение речи и задержку приобретения способностей к развитию, поскольку все пациенты с делецией ВР1-ВР3 продемонстрировали полное отсутствие вокализации, в то время как 38,1% ВР2. Пациенты с делецией – BP3 были способны произносить слоговые звуки, и задержка развития была более серьезной у пациентов с АС с BP1 – BP3, чем с делециями BP2 – BP3.
В недавнем исследовании Батлер и соавторы обнаружили, что субъекты с PWS с делециями класса I имеют более тяжелый фенотип, чем пациенты с делециями класса II, включая самоповреждающее поведение, дефицит адаптивного поведения (включая двигательные навыки), обсессивно-компульсивное поведение и трудности с чтением, математическими навыками и зрительно-моторной интеграцией.
Сравнение поведенческих и клинических данных пациентов с делецией AS и пациентов с UPD
В нашем предыдущем отчете о 21 пациенте с делецией AS и четырех пациентах с отцовской UPD13 было указано, что пациенты с UPD обычно диагностируются позже, чем пациенты с делецией, в основном потому, что фенотипические и поведенческие черты менее очевидны у детей с UPD. Микроцефалия и полное отсутствие речи чаще встречались у пациентов с делецией. Пациенты с UPD обычно раньше ходили и имели приступы позже, чем пациенты с делецией. В настоящем исследовании мы также наблюдали более старший возраст постановки диагноза UPD (в среднем 9 лет), чем у пациентов с делецией (в среднем 5 лет и 8 месяцев). Об этом также сообщили Боттани и др., 10, Гилленссен-Каесбах и др., 11 и Смит и др. 12.
Мы не обнаружили какой-либо существенной разницы между материнским и отцовским возрастом пациентов с UPD и делецией AS (таблица 2), хотя происхождение синдрома у пациентов с UPD обычно зависит от событий нерасхождения, которые связаны с увеличением возраста матери. При AS большинство отцовских UPD15, по-видимому, являются постзиготическими событиями24,18
В настоящем исследовании в дополнение к различиям, описанным ранее, у 13 пациентов с делецией наблюдалась более высокая частота нарушений глотания (73,9 ± 22,2%) и гипотонии (73,3 ± 28,57%), чем у пациентов с UPD.
Другие особенности, связанные с клиническим диагнозом АС, такие как: брахицефалия, затылочная борозда, макростомия, широко расставленные зубы, вспышки смеха, гиперактивность, нарушение сна и частое слюноотделение - были более частыми среди пациентов с делецией, что позволяет предположить, что эти пациенты имеют более тяжелый и более типичный фенотип, хотя эти различия не достигли статистической значимости (Таблица 2). Гаплонедостаточность генов, локализованных в сегменте удаленной хромосомы, вероятно, ответственна за более серьезные фенотипические и поведенческие характеристики пациентов с делецией по сравнению с пациентами с UPD, импринтинговыми мутациями и мутациями UBE3A.
Тот факт, что пациенты с UPD имеют более мягкий или менее типичный фенотип, предполагает, что диагноз АС может быть не диагностирован. На основе нашего исследования мы рекомендуем задержку развития, тяжелую умственную отсталость, нарушение речи, счастливое поведение, с наличием судорог или без них, рассматривать как минимальный критерий для теста на метилирование экзона 1 SNURF-SNRPN.
Таблица 1
Фенотипические характеристики пациентов с АС согласно типам делеций
Статья European Journal of Human Genetics (2004) «Фенотипическая изменчивость при синдроме Ангельмана: сравнение между разными типами делеций и между делециями и одноотцовской дисомией»
В исследованиях участвовали 49 пациентов с делецией различной степени, а также 9 пациентов с однородительской дисомией. Диагноз был поставлен с помощью анализа метилирования экзона 1 гена SNRPN-SNURF, а также анализа микросателлитного локуса внутри и за пределами региона 15q11–q13.
Не обнаружены значительные фенотипические различия между двумя основными классами (BP1–BP3; BP2–BP3) пациентов с Синдромом Ангельмана (делеция), за исключением отсутствия вокализаций, которые более характерны для пациентов с делецией BP2–BP3, а также возраста, когда ребенок начал сидеть без поддержки (раньше у пациентов с делецией BP2–BP3). Согласно нашим данным делеции в генах NIPA1, NIPA2, CYF1P1, GCP5, соотнесенные с регионом между точками разрыва BP1 и BP2, могут быть связаны с серьезностью нарушения речи, поскольку все пациенты с делецией BP1–BP3 демонстрировали полное отсутствие вокализаций, тогда как 38.1% пациентов с делецией BP2–BP3 были способны произносить слоги неопределенного значения.
По сравнению с пациентами с однородительской дисомией, у пациентов с делецией чаще наблюдались нарушения глотания (73.9% - делеция и 22.2% - ОРД), а также гипотония (73.3% - делеция и 28.57% - ОРД). Кроме того, у детей с однородительской дисомией наблюдалось лучшее физическое развитие, отсутствие или меньшее количество приступов, меньше случаев микроцефалии, менее выраженная атаксия и более высокие когнитивные способности.
В результате того, что Синдром Ангельмана имеет менее выраженный и менее типичный фенотип, данный Синдром может остаться недиагностированным, что приведет к общей недостаточной диагностике заболевания. (Европейский журнал генетики человека 2014)
Четыре различных механизма могут привести к фенотипу AS: две трети случаев AS имеют материнскую делецию в пределах 15q11 – q13; отцовская однородительская дисомия хромосомы 15 (UPD15) выявляется в 2–3%; примерно 2% имеют мутацию в центре импринтинга и примерно в 8% обнаруживаются мутации в гене UBE3A. Пациенты класса I показывают контрольные точки на BP1 (проксимальном) и BP3 (дистальном), в то время как пациенты класса II имеют контрольные точки на BP2 (проксимальном) и BP3 (дистальном). Остальные 5% имеют дистальную контрольную точку BP4. О другой контрольной точке, BP5, сообщалось только в маркерных хромосомах inv dup (15) 5,6 и в некоторых случаях интерстициальных дупликаций и утроении хромосомы 15q11– q13.7–9.
В целом пациенты с AS, возникшим в результате больших делеций хромосом, оказываются более тяжелыми, чем пациенты, принадлежащие к другим генетическим классам. Некоторые авторы показали, что AS-пациенты с одноотцовской дисомией имеют более мягкий фенотип, чем пациенты с делециями 10-13. Они отметили, что дети с одноотцовской дисомией имеют лучший физический рост, часто с весом выше 75-го центиля, меньшим количеством припадков или их отсутствием, меньшей атаксией и лучшими когнитивными навыками. Гипопигментация чаще встречается у пациентов с делециями, поскольку неимпринтированный ген, ответственный за пигментацию (P), которая вызывает окулокожный альбинизм II типа, расположен в дистальной части 15q11 – q13.
У больных с делецией гена ОСА2 oculocutaneous albinism наблюдаются фенотипические признаки меланинового обмена: гипопигментация кожи, волос, глазных радужек.
По сравнению с людьми с делецией СА-пациенты с дефектами импринтинга с меньшей вероятностью имеют микроцефалию, гипопигментацию или судороги и демонстрируют лучший рост, двигательные вехи и коммуникативные навыки. Ожирение является относительно обычным явлением в этой группе. Пациенты с мутациями UBE3A обладают способностями, которые находятся где-то между способностями группы с делецией и группой людей с одноотцовской дисомией. У них часто возникают судороги и микроцефалия, но гипопигментация не обнаруживается. Двигательные и коммуникативные навыки выше, чем в группе делеции. В этой группе частота ожирения особенно высока по мере взросления пациентов.
Здесь мы сообщаем о проксимальных и дистальных точках разрыва хромосомного сегмента 15q11 - q13, обнаруженных у 46 пациентов с делециями АС (13 ВР1-ВР3 - тип I; 22 ВР2-ВР3 - тип II; два ВР2-ВР4 - тип III, один ВР2-ВР5 - тип IV, восемь безрезультатных) и описываем различия в фенотипе и поведении, обнаруженные среди 35 пациентов с различными видами делеций (13 типа I; 22 типа II) и среди 49 пациентов с делециями и девяти пациентов с UPD.
Материалы и методы
Пациенты
Исследование контрольных точек было проведено среди 46 пациентов с СА с делецией, а фенотипические и поведенческие исследования - среди 58 пациентов (34 женщины и 24 мужчины в возрасте от 1 года и 3 месяцев до 30 лет и 5 месяцев): 49 пациентов с 15q11 – q13 с делецией и девяти с UPD (однородительской дисомией). Этим пациентам был поставлен диагноз в нашей лаборатории с июля 1996 года по июль 2003 года.
Большинство пациентов были направлены на генетическое тестирование на СА врачами отделения неврологии и Детского института медицинского факультета Университета Сан-Паулу и были обследованы по крайней мере одним из авторов в соответствии со стандартным протоколом, который включал оценку физических и поведенческих характеристик. Информационное согласие было получено для всех пациентов от законного опекуна.
В целом 21 пациент с делецией и четыре пациента с UPD ранее были описаны Фридманом и др. 13, а еще восемь из девяти пациентов с UPD, представленных здесь, были описаны Фридманом и др. 18
Генетические исследования
ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови по стандартным методикам. Диагноз был установлен путем анализа паттерна метилирования в области PWS / AS. ДНК была модифицирована обработкой бисульфитом, и экзон 1 SNURF-SNRPN амплифицирован с помощью ПЦР.19. Характерная картина AS распознается только по присутствию отцовской полосы 221 п.о. (данные не показаны).
Три маркера в критической области 15q11 - q13 (D15S11, D15S113 и GABRB3) 20 и по крайней мере один маркер за пределами этой области (D15S984, D15S131, D15S117, D15S115 или CYP19) были изучены у пациентов и их родителей, чтобы различать делецию и однородительскую дисомию (данные не показаны). Исследование степени делеции проводили с помощью микросателлитного анализа с маркерами, картированными в сегменте 15q11 - q14 (D15S11, D15S113, GABRB3, D15S1002, D15S1048, D15S1019, D15S165, D15S1031, D15S1043, D15S1010) у пациентов и их родителей.
Хромосомные исследования пациентов выполнялись на лимфоцитах периферической крови с использованием техники GTG-бэндинга для исследования структурных и числовых изменений.
Статистический анализ
Часто встречаемые фенотипические характеристики в подгруппах пациентов сравнивали в 2 таблицах сопряженности, используя точный критерий Фишера, который генерирует точные вероятности, соответствующие нулевой гипотезе неассоциации.
Результаты
Все пациенты имели нормальный кариотип. Из 46 пациентов с делецией AS, проанализированных с помощью маркеров D15S541 / D15S542, 41 был информативным по крайней мере для одного из двух маркеров. В целом у 34,46% (14/41) была обнаружена делеция S541 / 542, что указывает на то, что BP1 был проксимальной точкой потери генов при делеции. Остальные 65,54% (27/41) были гетерозиготными по S541 / 542, что указывает на то, что BP2 был проксимальной точкой разрыва. Из 43 информативных случаев 40 (93,02%) имели дистальную точку разрыва на уровне BP3 (проксимальнее D15S1048 / 1019); 4,66% (2/43) при BP4 (между D15S1019 и D15S165) и 2,32% (1/43) при BP5 (между D15S1031 и D15S1010). Таким образом, мы обнаружили пять областей контрольных точек у пациентов с делецией AS: BP1, BP2, BP3, BP4 и BP5. В общей сложности 38 пациентов представили информативные результаты для проксимальных и дистальных контрольных точек одновременно: 34,21% (13) относились к типу I (BP1–BP3), 57,9% (22) к типу II (BP2–BP3), 5,26% (два) к типу III (BP2–BP4) и 2,63% (один) до типа IV (BP2–BP5).
Таблица 1 показывает частоту клинических и поведенческих данных среди пациентов с различными классами делеций (13 пациентов с делециями на уровне BP1–BP3, 22 BP2–BP3, два BP2–BP4, один BP2–BP5). Таблица 2 показывает частоту клинических и поведенческих характеристик 49 пациентов с делецией и девяти пациентов с UPD.
Обсуждение
Сравнение поведенческих и клинических данных у пациентов с делецией AS с разными классами делеции
У наших пациентов с делецией были те же точки потери генов, которые уже были описаны, 2–4, за исключением дистальной точки останова BP5, обнаруженной у одного пациента. Дистальная точка разрыва BP5 ранее выявлялась только в больших inv dup (15) хромосомах 5,6 и в некоторых случаях при интерстициальных дупликациях и тройных дупликациях хромосомы 15q11 - q13.7 - 9.
Все пациенты с делецией имели клинический фенотип, типичный для АС: задержка развития, тяжелая умственная отсталость, макростомия, вспышки смеха и атаксическая походка. Пациенты с делецией типа II показали лучшие результаты, чем пациенты с типом I, в двух областях развития: сидении без поддержки и вокализации.Сидение без опоры достигалось в среднем в 16 месяцев у пациентов типа II и в 19 месяцев у пациентов типа I. Вокализация была более выражена в II типе, в котором 38,1% пациентов могли произносить слоговые звуки сомнительного значения. Пациенты типа I могли издавать только неартикулированные звуки. Никаких статистических различий в отношении возраста держания головы и независимой походки продемонстрировать не удалось, но у пациентов с типом II двигательное развитие было немного лучше (таблица 1).
Пациенты класса I также демонстрировали более высокую частоту гипотонии (84,6% в классе I, 61,1% в классе II), микроцефалии (75% в классе I, 55% во втором классе); судороги (присутствуют в 92,3% класса I 85% класса II) и более низкую способность к общению с помощью жестов (60% в классе I, 84,6% во втором классе), хотя статистическая значимость не может быть продемонстрирована.
Настоящее исследование позволило установить корреляцию между двумя различными классами основных делеций и фенотипом AS. Недавно четыре гена (NIPA1, NIPA2, CYF1P1, GCP5) были картированы в области между точками разрыва BP1 и BP2, но их функция все еще неизвестна.21 Rainier et al22 сообщили о доминантно-отрицательной мутации в гене NIPA1 в родстве с аутосомно-доминантным наследственная спастическая параплегия, связанная с локусом SPG6. Тот факт, что пациенты с делецией I класса с PWS и AS не проявляют прогрессирующей спастической параплегии, указывает на то, что гаплонедостаточность NIPA1 не вызывает это заболевание.
Наши данные предполагают, что делеции генов, картированных в области между ВР1 и ВР2, могут быть вовлечены в нарушение речи и задержку приобретения способностей к развитию, поскольку все пациенты с делецией ВР1-ВР3 продемонстрировали полное отсутствие вокализации, в то время как 38,1% ВР2. Пациенты с делецией – BP3 были способны произносить слоговые звуки, и задержка развития была более серьезной у пациентов с АС с BP1 – BP3, чем с делециями BP2 – BP3.
В недавнем исследовании Батлер и соавторы обнаружили, что субъекты с PWS с делециями класса I имеют более тяжелый фенотип, чем пациенты с делециями класса II, включая самоповреждающее поведение, дефицит адаптивного поведения (включая двигательные навыки), обсессивно-компульсивное поведение и трудности с чтением, математическими навыками и зрительно-моторной интеграцией.
Сравнение поведенческих и клинических данных пациентов с делецией AS и пациентов с UPD
В нашем предыдущем отчете о 21 пациенте с делецией AS и четырех пациентах с отцовской UPD13 было указано, что пациенты с UPD обычно диагностируются позже, чем пациенты с делецией, в основном потому, что фенотипические и поведенческие черты менее очевидны у детей с UPD. Микроцефалия и полное отсутствие речи чаще встречались у пациентов с делецией. Пациенты с UPD обычно раньше ходили и имели приступы позже, чем пациенты с делецией. В настоящем исследовании мы также наблюдали более старший возраст постановки диагноза UPD (в среднем 9 лет), чем у пациентов с делецией (в среднем 5 лет и 8 месяцев). Об этом также сообщили Боттани и др., 10, Гилленссен-Каесбах и др., 11 и Смит и др. 12.
Мы не обнаружили какой-либо существенной разницы между материнским и отцовским возрастом пациентов с UPD и делецией AS (таблица 2), хотя происхождение синдрома у пациентов с UPD обычно зависит от событий нерасхождения, которые связаны с увеличением возраста матери. При AS большинство отцовских UPD15, по-видимому, являются постзиготическими событиями24,18
В настоящем исследовании в дополнение к различиям, описанным ранее, у 13 пациентов с делецией наблюдалась более высокая частота нарушений глотания (73,9 ± 22,2%) и гипотонии (73,3 ± 28,57%), чем у пациентов с UPD.
Другие особенности, связанные с клиническим диагнозом АС, такие как: брахицефалия, затылочная борозда, макростомия, широко расставленные зубы, вспышки смеха, гиперактивность, нарушение сна и частое слюноотделение - были более частыми среди пациентов с делецией, что позволяет предположить, что эти пациенты имеют более тяжелый и более типичный фенотип, хотя эти различия не достигли статистической значимости (Таблица 2). Гаплонедостаточность генов, локализованных в сегменте удаленной хромосомы, вероятно, ответственна за более серьезные фенотипические и поведенческие характеристики пациентов с делецией по сравнению с пациентами с UPD, импринтинговыми мутациями и мутациями UBE3A.
Тот факт, что пациенты с UPD имеют более мягкий или менее типичный фенотип, предполагает, что диагноз АС может быть не диагностирован. На основе нашего исследования мы рекомендуем задержку развития, тяжелую умственную отсталость, нарушение речи, счастливое поведение, с наличием судорог или без них, рассматривать как минимальный критерий для теста на метилирование экзона 1 SNURF-SNRPN.
Таблица 1
Фенотипические характеристики пациентов с АС согласно типам делеций
Таблица 2
Фенотипические характеристики пациентов с АС с делециями и UPD
Фенотипические характеристики пациентов с АС с делециями и UPD
Ссылка на статью: www.nature.com/ejhg
Патогенез
Ключевой причиной развития AS определен дефицит экспрессии гена UBE3A на копии материнской хромосомы 15 в нейронах головного мозга.
Ген UBE3A не является дифференцированно метилированным; импринтированность его экспрессии косвенно регулируется длинной антисмысловой некодирующей РНК (UBE3A-ATS). Транскрипт UBE3A-ATS является большой (> 600 кб) РНК, синтез которой инициируется в области управления импринтинга PWS-SRO. Экспрессия и/или процессинг UBE3A-АТС в ткани головного мозга и других тканях организма существенно отличаются друг от друга. Транскрипт UBE3A-АТС обнаруживается во всех тканях, но только в нейронах распространяется в дистальном направлении и перекрывает ген UBE. Антисмысловая РНК UBE3A-АТС блокирует экспрессию гена UBE3A cis-зависимым образом. Изменения в уровне метилирования ДНК и ацетилирования гистоновых белков PWS-SRO могут приводить к активности экспрессии UBE3A-АТС. Механизм, посредством которого транскрипта UBE3A-АТС блокирует транскрипцию гена UBE3A, остается неизвестным. Предполагают, что транскрипта UBE3A-АТС может индуцировать гистонопосредованную репрессию транскрипции.
Ген UBE3A (120 кб) кодирует протеин убиквитинлигазу Е3A (ubiquitin protein ligase E3A) — E6AP/ UBE3A, основной функцией которого является участие в процессе деградации протеинов через убиквитин-протеасомный путь. Первоначально протеин E6AP/UBE3A был определен как протеин, взаимодействующий с E6-вирусным белком, кодируемый геномом вируса папилломы человека 16 (HPV16). Большинство (80–90%) внутриклеточных белков расщепляются при помощи 26S-протеасомы. Протеасома отбирает для деградации только те протеины, которые конъюгированы с полиубиквитином. Убиквитинирование протеинов — ковалентное присоединение убиквитина к белковому субстрату — выполняют специфические убиквитинлигазы. Протеин E6AP/UBE3A является представителем семейства протеинов домена HECT. Его С-терминальный каталитический домен HECT характеризуется наличием сайта активного цистеинового остатка, образующего тиоэфирную связь с убиквитином для последующей его передачи специфическим белковым субстратам. Спектр протеинов, с которыми взаимодействует E6AP/UBE3A, определяет его физиологические функции (табл. 2).
Протеин E6AP/UBE3A локализуется в ядре клеток, дендритных шипах (spine), пресинаптических и постсинаптических отделах синапсов нейронов.
Снижение функциональной активности протеина UBE3A за счет дефицита его представительства или наличия неактивных форм из-за нарушения убиквитинирования приводит к снижению уровня деградации и избыточному накоплению его целевых субстратов.
Так, дефицит протеина E6AP/UBE3A или продукция его мутантных форм, характеризуемых отсутствием домена HECT, приводит к нарушению деградации целевых для E6AP/UBE3A протеинов — цепей ионотропных глутаматных рецепторов, цитоскелет-ассоциированного протеина (cytoskeleton- associated protein — ARC), эфексина-5 (ephexin-5), саксина (sacsin). Необходимо отметить, что убиквитинлигаза E6AP/UBE3A не только способствует деградации протеина ARC, но и подавляет эстрадиолиндуцированную транскрипцию его гена ARC.
Michel Baudry и соавт. считают, что дефицит активности протеина E6AP/UBE3A приводит к избытку представительства протеина ARC, ведущего к изменению организации цитоскелета дендритных шипов нейронов.
Дендритные шипы представляют собой грибоподобные выпячивания длиной около одного микрона мембраны дендритных отростков. Более 90 % синапсов образуется на дендритных шипах. Большинство постсинаптических мишеней глутаматергических аксонов в головном мозге располагаются на дендритных шипах. Морфологические и функциональные изменения дендритных шипов могут лежать в основе развития наркомании, некоторых психоневрологических заболеваний, патологии процессов обучения и памяти. Так, установлено, что синдром фрагильной хромосомы Х и синдром Ретта сопровождаются развитием аномально длинных дендритных шипов и увеличением плотности их расположения на дендритных отростках клеток различных нейронных популяций. Протеин E6AP/UBE3A хотя и не регулирует нейрогенез как таковой, но локально участвует в формировании дендритных шипов и развитии синаптической пластичности.
Дефицит протеина E6AP/UBE3A сопровождается формированием дендритных шипов преимущественно с короткими «шеями» и относительно низкой плотностью их распределения на дендритных отростках клеток Пуркинье мозжечка, пирамидных нейронов гиппокампа и коры головного мозга.
Известно, что передача сигнала в глутаматергических синапсах осуществляется рецепторнотрансмиттерными системами, одним из центральных компонентов которых являются ионотропные глутаматные рецепторы N-метил D-аспартата (glutamate receptor, ionotropic, N-methyl D-aspartate (NMDA) — GRIN), -амино-3-гидрокси-5-метил- 4-изоксазолпропионовой кислоты (-amino-3- hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate acid (AMPA) receptors/glutamate receptor, ionotropic — AMPAR/ GRIA) и каината. В функционировании рецепторнотрансмиттерных систем также принимают участие Са2+/кальмодулинзависимая протеинкиназа II (calcium/calmodulin-dependent protein kinase II — CAMK2/CaM-KII), discs, большой гомолог-4 (discs, large homolog-4 — DLG4/PSD-95) и протеин-1, активирующий Ras-GTPазу (synaptic Ras GTPase activating protein-1 — SYNGAP-1) постсинаптической зоны. Ионотропные глутаматные рецепторы NMDA регулируют транспорт ионов Na+, K+ и Ca2+, а рецепторы AMPA — транспорт только ионов Na+ и K+ и передают быстрые возбуждающие сигналы. Количество GRIA на постсинаптической мембране зависит от активности протеина ARC и эфексина-5, которые определяют скорость интернализации этих рецепторов.
Недостаточность активности протеина E6AP/UBE3A обусловливает снижение протеасомной деградации протеинов ARC, эфексина-5 и избыточное их накопление в дендритных шипах, что приводит к снижению представительства AMPAR/GRIA и, как следствие, к нарушению синаптической пластичности — способности нейронов изменять и адаптировать синаптическую активность в зависимости от внешних воздействий. В норме адекватное содержание протеинов ARC и эфексина-5 обеспечивает равновесное состояние процессов синтеза и деградации AMPAR/GRIA, поддерживая необходимое представительство рецепторов AMPAR/GRIA в постсинаптической плотности. Рецепторы AMPAR/GRIA являются важнейшими молекулярными компонентами механизмов синаптической пластичности. Рецепторы AMPAR/GRIA представляют тетрамерные лиганд-зависимые ионные каналы, в формировании которых участвуют четыре рецепторных субъединицы (GluR1–GluR4). Большинство AMPAR/GRIA-нейронов головного мозга являются гетеротетрамерами, состоящими из GluR1- и GluR2-димеров. Согласно модели синаптического скейлинга изменение активности постсинаптического нейрона обусловлено модификацией синаптических входов. Физиологическая сущность синаптического скейлинга заключается в том, что сила синаптической передачи увеличивается при снижении и после полного подавления нейрональной активности. Изменения синаптического входа могут влиять на интегративные свойства синапсов и потенциально модулировать синаптическую пластичность. Синаптический скейлинг в постсинаптическом нейроне сопровождается перестройкой передачи импульса, в частности изменением амплитуды миниатюрных возбуждающих постсинаптических токов, опосредованных AMPAR/GRIA. Эти изменения часто сопряжены с изменением состава и представительства синаптических AMPAR/GRIA. Рецепторы AMPAR/ GRIA играют важнейшую роль в развитии долговременной синаптической потенциации (long-term potentiation — LTP), которая характеризуется сохранением активности синапса на протяжении нескольких часов или суток после его кратковременной активации и долговременной синаптической депрессии (long-term depression — LTD), проявляющейся снижением синаптической передачи после периода активности синапса.
Различают раннюю и позднюю фазы LTP. Ранняя фаза LTP, как правило, длится 1–2 часа после индукции LTP и сопровождается посттрансляционными модификациями уже существующих протеинов и отсутствием синтеза новых протеинов. Ранняя фаза LTP обусловлена тем, что после связывания с глутаматом, который высвободился из пресинаптического нейрона, открываются каналы AMPAR/GRIA, пропускающие ионы Na+ внутрь клетки, что приводит к снижению мембранного потенциала. Снижение мембранного потенциала способствует активации рецепторов NMDA за счет высвобождения ионов магния. Активацию рецепторов NMDA обусловливает приток Ca2+ в клетку. Повышение уровня внутриклеточного содержания ионов Ca2+ изменяет активность множества сигнальных путей, функционирующих в постсинаптическом пространстве. Повышение внутриклеточной концентрации ионов Ca2+ сопровождается активацией протеинкиназы CaM-KII, экстрацеллюлярной сигналрегулируемой протеинкиназы (extracellular signal-regulated protein kinase — ERK), протеинкиназы A (protein kinases A — PKA) и протеинкиназы С (protein kinases С — РКС). Данные сигнальные пути участвуют в регуляции эндосомальной интернализации рецепторов AMPAR/GRIA и модуляции динамики актинового цитоскелета в дендритных шипах. Их активация приводит к увеличению представления рецепторов AMPAR/GRIA на постсинаптической мембране и транзиторному расширению поверхности дендритных шипов. Для формирования стабильной поздней LTP, которая длится многие часы или даже дни, требуются экспрессия новых генов и синтез протеинов. Первый период синтеза протеинов происходит в течение первых двух часов после индукции LTP. Поздняя LTP связана со стабильной реконструкцией постсинаптической плотности (мембран-ассоциированного большого мультибелкового комплекса), увеличения уже существующих дендритных шипов, а также de novo формирования синапсов.
В основе LTD лежит уменьшение молекулярного представительства рецепторов AMPAR/GRIAв постсинаптических участках дендритных шипов. Долговременная синаптическая депрессия может быть вызвана активацией метаботропных глутаматных рецепторов (mGluR) и NMDAR. Выраженность LTD зависит от активации фосфатаз — серинтреониновой фосфатазы (serine-threonine protein phosphatase — PP1), кальциневрина — и сопровождается удалением AMPAR/GRIA с постсинаптической мембраны. Долговременные LTP и LTD ассоциированы с механизмами памяти и забывания.
Избыточное накопление протеинов Arc и эфексина-5 обусловливает ускорение интернализации рецепторов AMPAR/GRIA, которое сопровождается уменьшением их представительства на постсинаптических участках, что приводит к существенному дефициту LTP и усилению LTD.
В эксперименте показано, что AS сопровождается усилением экспрессии гена Arc. Изменения экспрессии гена Arc ассоциированы с проявлениями и некоторых других заболеваний (табл. 3).
Известно, что передача сигнала в глутаматергических синапсах осуществляется рецепторнотрансмиттерными системами, одним из центральных компонентов которых являются ионотропные глутаматные рецепторы N-метил D-аспартата (glutamate receptor, ionotropic, N-methyl D-aspartate (NMDA) — GRIN), -амино-3-гидрокси-5-метил- 4-изоксазолпропионовой кислоты (-amino-3- hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate acid (AMPA) receptors/glutamate receptor, ionotropic — AMPAR/ GRIA) и каината. В функционировании рецепторнотрансмиттерных систем также принимают участие Са2+/кальмодулинзависимая протеинкиназа II (calcium/calmodulin-dependent protein kinase II — CAMK2/CaM-KII), discs, большой гомолог-4 (discs, large homolog-4 — DLG4/PSD-95) и протеин-1, активирующий Ras-GTPазу (synaptic Ras GTPase activating protein-1 — SYNGAP-1) постсинаптической зоны. Ионотропные глутаматные рецепторы NMDA регулируют транспорт ионов Na+, K+ и Ca2+, а рецепторы AMPA — транспорт только ионов Na+ и K+ и передают быстрые возбуждающие сигналы. Количество GRIA на постсинаптической мембране зависит от активности протеина ARC и эфексина-5, которые определяют скорость интернализации этих рецепторов.
Недостаточность активности протеина E6AP/UBE3A обусловливает снижение протеасомной деградации протеинов ARC, эфексина-5 и избыточное их накопление в дендритных шипах, что приводит к снижению представительства AMPAR/GRIA и, как следствие, к нарушению синаптической пластичности — способности нейронов изменять и адаптировать синаптическую активность в зависимости от внешних воздействий. В норме адекватное содержание протеинов ARC и эфексина-5 обеспечивает равновесное состояние процессов синтеза и деградации AMPAR/GRIA, поддерживая необходимое представительство рецепторов AMPAR/GRIA в постсинаптической плотности. Рецепторы AMPAR/GRIA являются важнейшими молекулярными компонентами механизмов синаптической пластичности. Рецепторы AMPAR/GRIA представляют тетрамерные лиганд-зависимые ионные каналы, в формировании которых участвуют четыре рецепторных субъединицы (GluR1–GluR4). Большинство AMPAR/GRIA-нейронов головного мозга являются гетеротетрамерами, состоящими из GluR1- и GluR2-димеров. Согласно модели синаптического скейлинга изменение активности постсинаптического нейрона обусловлено модификацией синаптических входов. Физиологическая сущность синаптического скейлинга заключается в том, что сила синаптической передачи увеличивается при снижении и после полного подавления нейрональной активности. Изменения синаптического входа могут влиять на интегративные свойства синапсов и потенциально модулировать синаптическую пластичность. Синаптический скейлинг в постсинаптическом нейроне сопровождается перестройкой передачи импульса, в частности изменением амплитуды миниатюрных возбуждающих постсинаптических токов, опосредованных AMPAR/GRIA. Эти изменения часто сопряжены с изменением состава и представительства синаптических AMPAR/GRIA. Рецепторы AMPAR/ GRIA играют важнейшую роль в развитии долговременной синаптической потенциации (long-term potentiation — LTP), которая характеризуется сохранением активности синапса на протяжении нескольких часов или суток после его кратковременной активации и долговременной синаптической депрессии (long-term depression — LTD), проявляющейся снижением синаптической передачи после периода активности синапса.
Различают раннюю и позднюю фазы LTP. Ранняя фаза LTP, как правило, длится 1–2 часа после индукции LTP и сопровождается посттрансляционными модификациями уже существующих протеинов и отсутствием синтеза новых протеинов. Ранняя фаза LTP обусловлена тем, что после связывания с глутаматом, который высвободился из пресинаптического нейрона, открываются каналы AMPAR/GRIA, пропускающие ионы Na+ внутрь клетки, что приводит к снижению мембранного потенциала. Снижение мембранного потенциала способствует активации рецепторов NMDA за счет высвобождения ионов магния. Активацию рецепторов NMDA обусловливает приток Ca2+ в клетку. Повышение уровня внутриклеточного содержания ионов Ca2+ изменяет активность множества сигнальных путей, функционирующих в постсинаптическом пространстве. Повышение внутриклеточной концентрации ионов Ca2+ сопровождается активацией протеинкиназы CaM-KII, экстрацеллюлярной сигналрегулируемой протеинкиназы (extracellular signal-regulated protein kinase — ERK), протеинкиназы A (protein kinases A — PKA) и протеинкиназы С (protein kinases С — РКС). Данные сигнальные пути участвуют в регуляции эндосомальной интернализации рецепторов AMPAR/GRIA и модуляции динамики актинового цитоскелета в дендритных шипах. Их активация приводит к увеличению представления рецепторов AMPAR/GRIA на постсинаптической мембране и транзиторному расширению поверхности дендритных шипов. Для формирования стабильной поздней LTP, которая длится многие часы или даже дни, требуются экспрессия новых генов и синтез протеинов. Первый период синтеза протеинов происходит в течение первых двух часов после индукции LTP. Поздняя LTP связана со стабильной реконструкцией постсинаптической плотности (мембран-ассоциированного большого мультибелкового комплекса), увеличения уже существующих дендритных шипов, а также de novo формирования синапсов.
В основе LTD лежит уменьшение молекулярного представительства рецепторов AMPAR/GRIAв постсинаптических участках дендритных шипов. Долговременная синаптическая депрессия может быть вызвана активацией метаботропных глутаматных рецепторов (mGluR) и NMDAR. Выраженность LTD зависит от активации фосфатаз — серинтреониновой фосфатазы (serine-threonine protein phosphatase — PP1), кальциневрина — и сопровождается удалением AMPAR/GRIA с постсинаптической мембраны. Долговременные LTP и LTD ассоциированы с механизмами памяти и забывания.
Избыточное накопление протеинов Arc и эфексина-5 обусловливает ускорение интернализации рецепторов AMPAR/GRIA, которое сопровождается уменьшением их представительства на постсинаптических участках, что приводит к существенному дефициту LTP и усилению LTD.
В эксперименте показано, что AS сопровождается усилением экспрессии гена Arc. Изменения экспрессии гена Arc ассоциированы с проявлениями и некоторых других заболеваний (табл. 3).
Протеин Arc через взаимодействие с другими белками участвует в регуляции синаптической пластичности. В частности, протеин Arc образует комплекс с эндорфином и динамином, который способствует увеличению скорости эндоцитоза ионотропных глутаматных рецепторов AMPAR/ GRIA. Комплекс протеина Arc с динамином расщепляет рецептор протеина Notch, активируя Notch- ассоциированные сигнальные пути, которые также участвуют в поддержании синаптической пластичности. Ключевое значение протеина Arc в поздней фазе LTP и LTD подчеркивает его функциональную роль как в процессе обучения, так и в формировании долгосрочной памяти. Показано, что высокий уровень содержания протеина Arc в области CA1 гиппокампа сопровождается потерей долгосрочной памяти у взрослых особей крыс. РНК Arc появляется в ядре нейрона через несколько минут после нейронной активации клетки и удерживается в цитоплазме около 30 минут, высокая концентрация и длительное ее сохранение, вероятно, поддерживают неадекватное возбуждение нейрона. Экспериментальные крысы с высоким уровнем экспрессии гена Arc в нейронах гиппокампа отличаются более медленным темпом обучения.
Другим механизмом, который обусловливает дефицит LTP при AS, является аномальное фосфорилирование Thr286 и Thr305 молекулы CAMK2, которое ингибирует ее активность. Низкая активность CAMK2 приводит к недостаточному фосфорилированию субъединиц AMPAR, тем самым уменьшая проводимость ионных каналов. Са2+/кальмодулин-зависимая протеинкиназа II имеет решающее значение в индукции LTP, определяющей долгосрочную память.
Установлено, что у мышей со сниженной экспрессией гена UBE3A в нейронах Пуркинье наблюдается повышение активности комплекса 1 серин-треониновой киназы mTOR (mammalian target of rapamycin complex 1 — mTOR C1) и уровня фосфорилирования его субстрата — S6 киназы-1 (S6K-1) в сочетании со снижением активности mTORC2 и уровня фосфорилирования его субстратов — AKT и N-Myc. Известно, что серин-треониновая киназа mTOR может взаимодействовать с протеинами Raptor (regulatory associated protein of mTOR) и Rictor (rapamycin-insensitive companion of mTOR). Взаимодействие mTOR с протеином Raptor приводит к образованию чувствительного к действию рапамицина комплекса mTORC1, а с не чувствительным к действию рапамицина протеином Rictor — комплекса mTORC2. Комплекс mTORC1 также содержит пролин-богатый Akt/PKB-субстрат 40 кДа (proline-rich Akt/PKB-substrate 40 kD — PRAS40), а комплекс mTORC2 — протеин, взаимодействующий с SAPK1 (SAPK interacting protein-1 — SIN1), и белок Protor (protein observed with rictor). Комплекс mTORC1, активируя киназу S6K (ribosomal protein S6 kinase) и репрессируя протеин, связывающий фактор инициации трансляции eIF4E, 4E-BP (eukaryotic translation initiation factor 4E binding protein 1), участвует в регуляции трансляции. Таким образом, комплекс mTORC1 является ключевым регулятором синтеза протеинов и роста клеток, а также необходим для формирования долговременной памяти. Комплекс mTORC2 возбуждает сигнальные пути, которые участвуют в поддержании цитоскелета клетки. Основным физиологическим эффектом активации mTORC1 в постсинаптической плотности является повышение высвобождения нейромедиаторов из пресинаптических нейронов. Так, установлено, что гиперактивация mTORC1 сопровождается общим увеличением пресинаптического высвобождения как возбуждающего, так и тормозящего нейромедиатора — глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) соответственно. Следует отметить, что гиперактивация mTORC1 не приводит к изменениям LTP или LTD. Однако высокий уровень mTORC1 коррелирует с инициацией судорог, а ингибиторы mTORC1 обладают противоэпилептической активностью.
Комплекс mTORC2 необходим для стабилизации ряда таких AGC киназ, как AKT, PKC и SGK1, в связи с чем отсутствие mTORC2 (нокаут гена Rictor) не совместимо с жизнью. Wei Huang и соавт. показали, что специфическое удаление mTORC2 в возбуждающих нейронах, локализующихся в лимбической и корковых областях, исключает возможность развития поздней фазы LTP и сопровождается ухудшением эффективности обучения, активности долгосрочной памяти. Делеция гена Rictor в нейронах переднего мозга мышей сопровождается значительным снижением активности mTORC2 в сочетании с ингибированием полимеризации F-актина. Авторы считают, что mTORC2 является потенциальной мишенью для возможных терапевтических средств, которые могли бы быть использованы для лечения когнитивных расстройств.
Таким образом, когнитивный дефицит при AS обусловлен тем, что отсутствие E6AP/UBE3A приводит к невозможности модулировать активность синапсов или перелокализовывать синапсы в соответствии с требованиями деятельности.
Дефицит убиквитинлигазы E6AP/UBE3A сопровождается накоплением саксина. Показано, что мутация c.11,104A > G гена SACS, которая приводит к образованию аномального протеина саксина, лишенного сайтов связывания с убиквитинлигазой E6AP/UBE3A, фенотипически проявляется аутосомно-рецессивной спастической атаксией Шарлевуа—Сагене (autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix — Saguenay — ARSACS).
Учитывая, что наиболее часто у больных с AS делецированная часть области q11-q13 хромосомы 15 содержит кластер генов трех субъединиц 5,
3 и 3 рецептора A гамма-аминомасляной кислоты (gamma-aminobutyric acid (GABA) A receptor — GABR), развитие судорожного синдрома у данных пациентов связывают с дисфункцией GABR. ГАМК образуется при декарбоксилировании глутаминовой кислоты глутаматдекарбоксилазой. ГАМК активизирует два основных типа рецепторов: GABR, которые функционируют как хлоридные каналы, и чувствительные к баклофену метаботропные рецепторы GABRB. Рецепторы GABR представляют собой пентамерные каналы, состоящие из различных комбинаций нескольких субъединиц: (1–6), (1–3), (1–3). Обязательными компонентами GABR являются четыре субъединицы — две - и две -цепи, пятая субъединица может принадлежать к любому другому классу субъединиц. Сочетание субъединиц определяет фармакологические и фармакокинетические свойства, в том числе профиль агонистов, аффинитет к аллостерическим модуляторам или антагонистам и субклеточную локализацию. Сайт связывания GABR формируют и субъединицы. Активация GABR оказывает ингибирующее действие на активность нейронов. В упрощенном виде действие ГАМК может быть представлено в виде следующей последовательности событий: возбуждение GABR – импорт ионов Cl– в нейрон – гиперполяризация клетки ингибирование нейропередачи. Дисфункция GABR приводит к нарушению притока в клетку ионов Cl–, что обусловливает неконтролированное повышение активности нейронов и развитие судорожного синдрома. Наиболее существенным фактором, определяющим развитие судорог, является делеция гена GABRB3 или нарушение функционирования субъединицы 3 GABR.
Дефицит протеина E6AP/UBE3A также приводит к увеличению репрессорного фактора REST (RE1-silencing transcription factor). Протеин REST первоначально был идентифицирован как фактор транскрипции, который подавляет гены, содержащие репрессорный элемент-1/нейрон, ограничивающий сайленсорный элемент (RE1/ NRSE) cis-регуляторной последовательности ДНК-промоторной области. В связи с этим повышенная концентрация репрессорного фактора REST в нейронах приводит к подавлению транскрипции гена GABRB3, в результате которой возникает дисфункция GABR, фенотипически проявляющаяся когнитивными расстройствами и судорожным синдромом.
Shu-qun Shi и соавт. установили, что дефицит E6AP/UBE3A может приводить к нарушению циркадного ритма, который обусловлен увеличением представительства протеинов BMAL1 (brain-muscle-arnt-like protein-1)/ARNTL (aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator-like 1) и BMAL2/ARNTL2. В настоящее время идентифицирован 21 ген, участвующий в поддержании циркадных ритмов организма человека (CLOCK, NPAS2, ARNTL1, ARNTL2, PER1, PER2, PER3,RY1, CRY2, TIMELESS, NR1D1, RORA, RORB, RORC, CSNK1, CSNK1, GSK3, DBP, BHLHB2, BHLHB3, PPARGC1A). С некоторыми генами данной группы ассоциированы генетические формы нарушения сна. Так, мутации гена PER2 сопряжены с развитием семейного синдрома смещения фазы сна (advanced sleep phase syndrome — ASPS). Циркадный ритм организма млекопитающих определен действием смены дня и ночи, света и тьмы. Основным морфологическим субстратом, который синхронизирует функциональную активность всех органов и систем со временем суток, является супрахиазматическое ядро гипоталамуса, воспринимающее сигналы, вызванные фоторецепцией сетчатки глаза. Возбуждение супрахиазматического ядра гипоталамуса приводит к активации факторов транскрипции CLOCK, BMAL1/ARNTL1. Данные факторы транскрипции, образуя единый комплекс, связываются со специфическими элементами ДНК E-box (5'-CACGTG-3 ') и E'-boxes (5'-CACGTT-3') промоторов генов-мишеней PER1, PER2 и CRY1, CRY2, продукты которых подавляют транскрипционную активность генов CLOCK, BMAL1/ARNTL1, формируя сеть отрицательных обратных связей. Наблюдаемое при AS снижение уровня деградации BMAL1/ARNTL1 обусловливает их накопление и увеличение длительности действия на целевые гены, что приводит к нарушению баланса времени бодрствования и сна за счет увеличения продолжительности времени бодрствования, которое сопровождается неэффективностью сна.
Нарушение циркадного ритма функционирования клеток приводит к развитию метаболических расстройств. Большинство систем метаболизма человеческого организма подчиняется циркадному ритму. В многочисленных исследованиях показано, что изменение расписания рабочего времени сопровождается повышением заболеваемости диабетом, ожирением и частоты сердечно-сосудистых событий. Нарушение обмена глюкозы, липидов, накопление избыточного жира, расстройства термогенеза сопутствуют изменениям циркадного ритма. По всей вероятности, при AS нарушения молекулярных «часов» не ограничиваются только проявлениями расстройства сна.
Также протеин E6AP/UBE3A действует как транскрипционный коактиватор рецептора стероидного гормона, участвует в регуляции клеточного цикла. Протеин E6AP/UBE3A регулирует трансактивность глюкокортикоидого рецептора (glucocorticoid receptor — GR) и его сигнального пути. У UBE3A-дефицитных мышей наблюдаются более высокий уровень кортикостерона в крови и недостаточная экспрессия нескольких GR-зависимых генов в некоторых областях головного мозга. Селективный дефицит GR сопровождается уменьшением количества парвальбумин-положительных ингибирующих интернейронов в гиппокампе и базолатеральной миндалине, что в конечном итоге способствует усилению стресса и тревожности.
Схематически патогенез AS представлен на рис.2
Другим механизмом, который обусловливает дефицит LTP при AS, является аномальное фосфорилирование Thr286 и Thr305 молекулы CAMK2, которое ингибирует ее активность. Низкая активность CAMK2 приводит к недостаточному фосфорилированию субъединиц AMPAR, тем самым уменьшая проводимость ионных каналов. Са2+/кальмодулин-зависимая протеинкиназа II имеет решающее значение в индукции LTP, определяющей долгосрочную память.
Установлено, что у мышей со сниженной экспрессией гена UBE3A в нейронах Пуркинье наблюдается повышение активности комплекса 1 серин-треониновой киназы mTOR (mammalian target of rapamycin complex 1 — mTOR C1) и уровня фосфорилирования его субстрата — S6 киназы-1 (S6K-1) в сочетании со снижением активности mTORC2 и уровня фосфорилирования его субстратов — AKT и N-Myc. Известно, что серин-треониновая киназа mTOR может взаимодействовать с протеинами Raptor (regulatory associated protein of mTOR) и Rictor (rapamycin-insensitive companion of mTOR). Взаимодействие mTOR с протеином Raptor приводит к образованию чувствительного к действию рапамицина комплекса mTORC1, а с не чувствительным к действию рапамицина протеином Rictor — комплекса mTORC2. Комплекс mTORC1 также содержит пролин-богатый Akt/PKB-субстрат 40 кДа (proline-rich Akt/PKB-substrate 40 kD — PRAS40), а комплекс mTORC2 — протеин, взаимодействующий с SAPK1 (SAPK interacting protein-1 — SIN1), и белок Protor (protein observed with rictor). Комплекс mTORC1, активируя киназу S6K (ribosomal protein S6 kinase) и репрессируя протеин, связывающий фактор инициации трансляции eIF4E, 4E-BP (eukaryotic translation initiation factor 4E binding protein 1), участвует в регуляции трансляции. Таким образом, комплекс mTORC1 является ключевым регулятором синтеза протеинов и роста клеток, а также необходим для формирования долговременной памяти. Комплекс mTORC2 возбуждает сигнальные пути, которые участвуют в поддержании цитоскелета клетки. Основным физиологическим эффектом активации mTORC1 в постсинаптической плотности является повышение высвобождения нейромедиаторов из пресинаптических нейронов. Так, установлено, что гиперактивация mTORC1 сопровождается общим увеличением пресинаптического высвобождения как возбуждающего, так и тормозящего нейромедиатора — глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) соответственно. Следует отметить, что гиперактивация mTORC1 не приводит к изменениям LTP или LTD. Однако высокий уровень mTORC1 коррелирует с инициацией судорог, а ингибиторы mTORC1 обладают противоэпилептической активностью.
Комплекс mTORC2 необходим для стабилизации ряда таких AGC киназ, как AKT, PKC и SGK1, в связи с чем отсутствие mTORC2 (нокаут гена Rictor) не совместимо с жизнью. Wei Huang и соавт. показали, что специфическое удаление mTORC2 в возбуждающих нейронах, локализующихся в лимбической и корковых областях, исключает возможность развития поздней фазы LTP и сопровождается ухудшением эффективности обучения, активности долгосрочной памяти. Делеция гена Rictor в нейронах переднего мозга мышей сопровождается значительным снижением активности mTORC2 в сочетании с ингибированием полимеризации F-актина. Авторы считают, что mTORC2 является потенциальной мишенью для возможных терапевтических средств, которые могли бы быть использованы для лечения когнитивных расстройств.
Таким образом, когнитивный дефицит при AS обусловлен тем, что отсутствие E6AP/UBE3A приводит к невозможности модулировать активность синапсов или перелокализовывать синапсы в соответствии с требованиями деятельности.
Дефицит убиквитинлигазы E6AP/UBE3A сопровождается накоплением саксина. Показано, что мутация c.11,104A > G гена SACS, которая приводит к образованию аномального протеина саксина, лишенного сайтов связывания с убиквитинлигазой E6AP/UBE3A, фенотипически проявляется аутосомно-рецессивной спастической атаксией Шарлевуа—Сагене (autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix — Saguenay — ARSACS).
Учитывая, что наиболее часто у больных с AS делецированная часть области q11-q13 хромосомы 15 содержит кластер генов трех субъединиц 5,
3 и 3 рецептора A гамма-аминомасляной кислоты (gamma-aminobutyric acid (GABA) A receptor — GABR), развитие судорожного синдрома у данных пациентов связывают с дисфункцией GABR. ГАМК образуется при декарбоксилировании глутаминовой кислоты глутаматдекарбоксилазой. ГАМК активизирует два основных типа рецепторов: GABR, которые функционируют как хлоридные каналы, и чувствительные к баклофену метаботропные рецепторы GABRB. Рецепторы GABR представляют собой пентамерные каналы, состоящие из различных комбинаций нескольких субъединиц: (1–6), (1–3), (1–3). Обязательными компонентами GABR являются четыре субъединицы — две - и две -цепи, пятая субъединица может принадлежать к любому другому классу субъединиц. Сочетание субъединиц определяет фармакологические и фармакокинетические свойства, в том числе профиль агонистов, аффинитет к аллостерическим модуляторам или антагонистам и субклеточную локализацию. Сайт связывания GABR формируют и субъединицы. Активация GABR оказывает ингибирующее действие на активность нейронов. В упрощенном виде действие ГАМК может быть представлено в виде следующей последовательности событий: возбуждение GABR – импорт ионов Cl– в нейрон – гиперполяризация клетки ингибирование нейропередачи. Дисфункция GABR приводит к нарушению притока в клетку ионов Cl–, что обусловливает неконтролированное повышение активности нейронов и развитие судорожного синдрома. Наиболее существенным фактором, определяющим развитие судорог, является делеция гена GABRB3 или нарушение функционирования субъединицы 3 GABR.
Дефицит протеина E6AP/UBE3A также приводит к увеличению репрессорного фактора REST (RE1-silencing transcription factor). Протеин REST первоначально был идентифицирован как фактор транскрипции, который подавляет гены, содержащие репрессорный элемент-1/нейрон, ограничивающий сайленсорный элемент (RE1/ NRSE) cis-регуляторной последовательности ДНК-промоторной области. В связи с этим повышенная концентрация репрессорного фактора REST в нейронах приводит к подавлению транскрипции гена GABRB3, в результате которой возникает дисфункция GABR, фенотипически проявляющаяся когнитивными расстройствами и судорожным синдромом.
Shu-qun Shi и соавт. установили, что дефицит E6AP/UBE3A может приводить к нарушению циркадного ритма, который обусловлен увеличением представительства протеинов BMAL1 (brain-muscle-arnt-like protein-1)/ARNTL (aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator-like 1) и BMAL2/ARNTL2. В настоящее время идентифицирован 21 ген, участвующий в поддержании циркадных ритмов организма человека (CLOCK, NPAS2, ARNTL1, ARNTL2, PER1, PER2, PER3,RY1, CRY2, TIMELESS, NR1D1, RORA, RORB, RORC, CSNK1, CSNK1, GSK3, DBP, BHLHB2, BHLHB3, PPARGC1A). С некоторыми генами данной группы ассоциированы генетические формы нарушения сна. Так, мутации гена PER2 сопряжены с развитием семейного синдрома смещения фазы сна (advanced sleep phase syndrome — ASPS). Циркадный ритм организма млекопитающих определен действием смены дня и ночи, света и тьмы. Основным морфологическим субстратом, который синхронизирует функциональную активность всех органов и систем со временем суток, является супрахиазматическое ядро гипоталамуса, воспринимающее сигналы, вызванные фоторецепцией сетчатки глаза. Возбуждение супрахиазматического ядра гипоталамуса приводит к активации факторов транскрипции CLOCK, BMAL1/ARNTL1. Данные факторы транскрипции, образуя единый комплекс, связываются со специфическими элементами ДНК E-box (5'-CACGTG-3 ') и E'-boxes (5'-CACGTT-3') промоторов генов-мишеней PER1, PER2 и CRY1, CRY2, продукты которых подавляют транскрипционную активность генов CLOCK, BMAL1/ARNTL1, формируя сеть отрицательных обратных связей. Наблюдаемое при AS снижение уровня деградации BMAL1/ARNTL1 обусловливает их накопление и увеличение длительности действия на целевые гены, что приводит к нарушению баланса времени бодрствования и сна за счет увеличения продолжительности времени бодрствования, которое сопровождается неэффективностью сна.
Нарушение циркадного ритма функционирования клеток приводит к развитию метаболических расстройств. Большинство систем метаболизма человеческого организма подчиняется циркадному ритму. В многочисленных исследованиях показано, что изменение расписания рабочего времени сопровождается повышением заболеваемости диабетом, ожирением и частоты сердечно-сосудистых событий. Нарушение обмена глюкозы, липидов, накопление избыточного жира, расстройства термогенеза сопутствуют изменениям циркадного ритма. По всей вероятности, при AS нарушения молекулярных «часов» не ограничиваются только проявлениями расстройства сна.
Также протеин E6AP/UBE3A действует как транскрипционный коактиватор рецептора стероидного гормона, участвует в регуляции клеточного цикла. Протеин E6AP/UBE3A регулирует трансактивность глюкокортикоидого рецептора (glucocorticoid receptor — GR) и его сигнального пути. У UBE3A-дефицитных мышей наблюдаются более высокий уровень кортикостерона в крови и недостаточная экспрессия нескольких GR-зависимых генов в некоторых областях головного мозга. Селективный дефицит GR сопровождается уменьшением количества парвальбумин-положительных ингибирующих интернейронов в гиппокампе и базолатеральной миндалине, что в конечном итоге способствует усилению стресса и тревожности.
Схематически патогенез AS представлен на рис.2
Таким образом, морфологические или функциональные нарушения локуса q11-q13 копии материнской хромосомы 15 обусловливают потерю экспрессии гена UBE3A в нейронах головного мозга. Дефицит протеина UBE3A приводит к избыточному содержанию его целевых протеинов. Избыток протеинов ARC, эфексина-5 обусловливает нарушения цитоскелета дендритных шипов, что снижает синаптическую пластичность и проявляется когнитивными и поведенческими расстройствами, REST-ассоциированная дисфункция рецепторов гамма-аминомасляной кислоты обусловливает повышенную судорожную готовность, а избыточное содержание протеина BMAL1 приводит к нарушению сна и, возможно, трофики.
Научная статья Абатуров А.Е., Петренко Л.Л., Кривуша Е.Л. Ссылка на статью
https://cyberleninka.ru/article/n/sindrom-angelmana-chast-1-etiologiya-i-patogenez/viewer
Научная статья Абатуров А.Е., Петренко Л.Л., Кривуша Е.Л. Ссылка на статью
https://cyberleninka.ru/article/n/sindrom-angelmana-chast-1-etiologiya-i-patogenez/viewer