Вариации содержания сателлита III (1q12) и рибосомного повтора в ДНК лейкоцитов крови детей с расстройствами аутистического спектра в процессе терапии

Вариации содержания сателлита III (1q12) и рибосомного повтора в ДНК лейкоцитов крови детей с расстройствами аутистического спектра в процессе терапии

 

Авторы

 

Е.С. Ершова

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова», Москва, Россия

Ю.М. Чудакова

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова», Москва, Россия

Н.Н. Вейко

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова», Москва, Россия

А.В. Мартынов

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова», Москва, Россия

С.Э. Костюк

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова», Москва, Россия

С.В. Костюк

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова», Москва, Россия

Е.E. Балакирева

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья», Москва, Россия

О.В. Шушпанова

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья», Москва, Россия

С.Г. Никитина

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья», Москва, Россия

Т.Е. Блинова

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья», Москва, Россия

Н.С. Шалина

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья», Москва, Россия

А.А. Коваль-Зайцев

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья», Москва, Россия

М.В. Иванов

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья», Москва, Россия

 

https://doi.org/10.26617/1810-3111-2024-4(125)-17-26

 

Журнал:Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2024; 4 (125): 17-26.

 

Реферат

Актуальность. Известно, что обострение хронических психических заболеваний сопровождается высоким уровнем психоэмоционального стресса, а также связано с активацией неспецифического воспаления и усилением окислительного стресса. Дети с РАС более подвержены неблагоприятному влиянию стресса, чем нормотипичные дети, в связи с высоким уровнем коморбидности РАС с другими расстройствами. В более ранних работах описана взаимосвязь между окислительным стрессом и повторяющимися последовательностями ДНК (повторы), составляющими большую часть генома человека. Содержание сателлита III (1q12) в геномах детей с РАС и влияние терапии на этот показатель не определяли. В данном исследовании впервые установлено количество рибосомного повтора и сателлита III (1q12) в ДНК лейкоцитов крови детей с РАС, которые обращались в отдел детской психиатрии в связи с ухудшением психического состояния (нарастание сопутствующих расстройств поведения и/или настроения), и проанализировано влияние терапии на содержание этих повторов. Цель: анализ содержания повторов генома (рибосомного, сателлита III ‒ 1q12) в образцах ДНК лейкоцитов крови детей с РАС и сопутствующими расстройствами в стадии обострения с целью анализа влияния терапии на содержание этих повторов. Пациенты и методы. В основную группу исследования вошло 35 детей от 4 до 12 лет (средний возраст 7,2±2,2 года) с основным диагнозом по МКБ-10: детский аутизм (F84.0), атипичный аутизм (F84.1) и с сопутствующим диагнозом: другие тревожные расстройства (F41), реакция на тяжелый стресс и нарушения адаптации (F43), умственная отсталость со значительными нарушениями поведения (F7x.1), смешанные расстройства поведения и эмоций (F92). Группу контроля составили 91 ребенок и 100 взрослых. Отбор пациентов проводился с использованием клинико-психопатологического метода. Были взяты пробы венозной крови: проба 1 – образцы ДНК детей до начала новой терапии, пробы 2 , 3 и 4 – образцы ДНК, полученные через 2, 4 и 6 недель терапии. Выделение ДНК проводили методом экстракции органическими растворителями. Содержание трех повторов в ДНК определяли методом нерадиоактивной количественной гибридизации. Данные анализировали с использованием пакета программ StatPlus2007 Professional software, MedCalc, Excel Microsoft Office, StatGraph. Результаты.Образцы ДНК детей с РАС не отличались по содержанию рибосомных повторов от группы контроля детей того же возраста. Содержание сателлита III существенно варьировало у большинства пациентов в процессе терапии: возрастало в 1,1-2 раза у 18 пациентов (51%), снижалось в 1,1-4,3 раза у 12 пациентов (34%), не изменялось у 5 пациентов. Содержание сателлита возрастало в случае исходно низкого уровня повтора и снижалось в случае исходно высокого уровня. В пробе 4 распределение для значений параметра S практически не отличалось от распределения в группе контроля. Заключение. Вне зависимости от первоначальных значений содержание сателлита III (1q12) в крови детей с РАС и обострением сопутствующей симптоматики стабилизируется на уровне группы контроля на фоне проводимой терапии антипсихотическими препаратами. Вероятно, данные изменения связаны с улучшением психического состояния и снижением общего уровня стресса. Параметр R (рибосомный повтор) на протяжении данного исследования не изменялся.

 

Ключевые слова: расстройства аутистического спектра, дети, вариации содержания, сателлит III (1q12), рибосомный повтор, ДНК лейкоцитов крови, психофармакотерапия.

 

Статья (pdf)

 

Связь с автором

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Дополнительные материалы

Для цитирования:Ершова Е.С., Чудакова Ю.М., Вейко Н.Н., Мартынов А.В., Костюк С.Э., Костюк С.В., Балакирева Е.E., Шушпанова О.В., Никитина С.Г., Блинова Т.Е., Шалина Н.С., Коваль-Зайцев А.А., Иванов М.В. Вариации содержания сателлита III (1q12) и рибосомного повтора в ДНК лейкоцитов крови детей с расстройствами аутистического спектра в процессе терапии. Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2024. № 4 (125). С. 17-26. https://doi.org/10.26617/1810-3111-2024-4(125)-17-26

Литература

  1. Ghaemi Kerahrodi J, Michal M. The fear-defense system, emotions, and oxidative stress. Redox Biol. 2020 Oct;37:101588. doi: 10.1016/j.redox.2020.101588. Epub 2020 Jul 17. PMID: 32739155; PMCID: PMC7767737.
  2. Ogawa S, Lee YA, Yamaguchi Y, Shibata Y, Goto Y. Associations of acute and chronic stress hormones with cognitive functions in autism spectrum disorder. Neuroscience. 2017 Feb 20;343:229-239. doi: 10.1016/j.neuroscience.2016.12.003. Epub 2016 Dec 10. PMID: 27956063.
  3. de Koning AP, Gu W, Castoe TA, Batzer MA, Pollock DD. Repetitive elements may comprise over two-thirds of the human genome. PLoS Genet. 2011 Dec;7(12):e1002384. doi: 10.1371/journal.pgen.1002384. Epub 2011 Dec 1. PMID: 22144907; PMCID: PMC3228813.
  4. Warburton PE, Hasson D, Guillem F, Lescale C, Jin X, Abrusan G. Analysis of the largest tandemly repeated DNA families in the human genome. BMC Genomics. 2008 Nov 7;9:533. doi: 10.1186/1471-2164-9-533. PMID: 18992157; PMCID: PMC2588610.
  5. Ershova ES, Malinovskaya EM, Golimbet VE, Lezheiko TV, Zakharova NV, Shmarina GV, Veiko RV, Umriukhin PE, Kostyuk GP, Kutsev SI, Izhevskaya VL, Veiko NN, Kostyuk SV. Copy number variations of satellite III (1q12) and ribosomal repeats in health and schizophrenia. Schizophr Res. 2020 Sep;223:199-212. doi: 10.1016/j.schres.2020.07.022. Epub 2020 Aug 6. PMID: 32773342.
  6. Hall AN, Morton E, Queitsch C. First discovered, long out of sight, finally visible: ribosomal DNA. Trends Genet. 2022 Jun;38(6):587-597. doi: 10.1016/j.tig.2022.02.005. PMID: 35272860; PMCID: PMC10132741.
  7. Enukashvily NI, Donev R, Waisertreiger IS, Podgornaya OI. Human chromosome 1 satellite 3 DNA is decondensed, demethylated and transcribed in senescent cells and in A431 epithelial carcinoma cells. Cytogenet Genome Res. 2007;118(1):42-54. doi: 10.1159/000106440. PMID: 17901699.
  8. Bersani F, Lee E, Kharchenko PV, Xu AW, Liu M, Xega K, MacKenzie OC, Brannigan BW, Wittner BS, Jung H, Ramaswamy S, Park PJ, Maheswaran S, Ting DT, Haber DA. Pericentromeric satellite repeat expansions through RNA-derived DNA intermediates in cancer. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Dec 8;112(49):15148-53. doi: 10.1073/pnas.1518008112.
  9. Ershova ES, Agafonova ON, Zakharova NV, Bravve LV, Jestkova EM, Golimbet VE, Lezheiko TV, Morozova AY, Martynov AV, Veiko RV, Umriukhin PE, Kostyuk GP, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Copy number variation of satellite Ⅲ(1q12) in patients with schizophrenia. Front Genet. 2019 Nov 22;10:1132. doi: 10.3389/fgene.2019.01132. PMID: 31850056; PMCID: PMC6902095.
  10. Способ дифференциальной диагностики детской шизофрении и детского аутизма по количеству копий генов, кодирующих рибосомную РНК, в геноме ребенка с психическими нарушениями. Патент на изобретение RU 2816043 C1, 26.03.2024.
  11. Schopler E, Reichler RJ, DeVellis RF, Daly K. Toward objective classification of childhood autism: Childhood Autism Rating Scale (CARS). J Autism Dev Disord. 1980 Mar;10(1):91-103. doi: 10.1007/BF02408436. PMID: 6927682.
  12. Schopler E, Lansing M, Reichler R, Marcus L. Psychoeducational profile: TEACCH Individualized Psychoeducational Assessment for Children with Autism Spectrum Disorders. Third edition (PEP-3). Austin, TX: Pro-Ed, 2005.
  13. Ershova ES, Jestkova EM, Martynov AV, Shmarina GV, Umriukhin PE, Bravve LV, Zakharova NV, Kostyuk GP, Saveliev DV, Orlova MD, Bogush M, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Accumulation of Circulating Cell-Free CpG-Enriched Ribosomal DNA Fragments on the Background of High Endonuclease Activity of Blood Plasma in Schizophrenic Patients. Int J Genomics. 2019 Aug 5;2019:8390585. doi: 10.1155/2019/8390585. PMID: 31467866; PMCID: PMC6701307.
  14. Ershova ES, Malinovskaya EM, Konkova MS, Veiko RV, Umriukhin PE, Martynov AV, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Copy Number Variation of Human Satellite III (1q12) With Aging. Front Genet. 2019 Aug 7;10:704. doi: 10.3389/fgene.2019.00704. PMID: 31447880; PMCID: PMC6692473.
  15. Cooke HJ, Hindley J. Cloning of human satellite III DNA: different components are on different chromosomes. Nucleic Acids Res. 1979 Jul 25;6(10):3177-97. doi: 10.1093/nar/6.10.3177. PMID: 573470; PMCID: PMC327928.
  16. Chestkov IV, Jestkova EM, Ershova ES, Golimbet VE, Lezheiko TV, Kolesina NY, Porokhovnik LN, Lyapunova NA, Izhevskaya VL, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Abundance of ribosomal RNA gene copies in the genomes of schizophrenia patients. Schizophr Res. 2018 Jul;197:305-314. doi: 10.1016/j.schres.2018.01.001. Epub 2018 Jan 12. PMID: 29336872.
  17. Hall AN, Turner TN, Queitsch C. Thousands of high-quality sequencing samples fail to show meaningful correlation between 5S and 45S ribosomal DNA arrays in humans. Sci Rep. 2021 Jan 11;11(1):449. doi: 10.1038/s41598-020-80049-y. PMID: 33432083; PMCID: PMC7801704.
  18. Hori Y, Shimamoto A, Kobayashi T. The human ribosomal DNA array is composed of highly homogenized tandem clusters. Genome Res. 2021 Nov;31(11):1971-1982. doi: 10.1101/gr.275838.121. Epub 2021 Aug 18. PMID: 34407983; PMCID: PMC8559705
  19. Konkova MS, Ershova ES, Savinova EA, Malinovskaya EM, Shmarina GV, Martynov AV, Veiko RV, Zakharova NV, Umriukhin P, Kostyuk GP, Izhevskaya VL, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. 1Q12 loci movement in the interphase nucleus under the action of ROS is an important component of the mechanism that determines copy number variation of satellite Ⅲ(1q12) in health and schizophrenia. Front Cell Dev Biol. 2020 Jun 5;8:386. doi: 10.3389/fcell.2020.00386. PMID: 32714923; PMCID: PMC7346584.
  20. Ershova ES, Savinova EA, Kameneva LV, Porokhovnik LN, Veiko RV, Salimova TA, Izhevskaya VL, Kutsev SI, Veiko NN, Kostyuk SV. Antipsychotics affect satellite Ⅲ(1q12) copy number variations in the cultured human skin fibroblasts. Int J Mol Sci. 2023 Jul 10;24(14):11283. doi: 10.3390/ijms241411283. PMID: 37511043; PMCID: PMC10380077.