Цитогенетика эмбрионального развития человека - Баранов В.С.

Год выпуска: 2006

Автор: Баранов В.С., Кузнецова Т.В.

Жанр: Генетика

Формат: PDF

Качество: OCR

Описание: Регуляция эмбриогенеза — сложнейший процесс. Расшифровка его осуществляется на генном, хромосомном и клеточном уровнях. Хромосомный уровень изучения эмбриогенеза — назовем его цитогенетикой онтогенеза — мало освещен и в зарубежной, и в отечественной литературе. В содержательной книге С. А. Назаренко «Изменчивость хромосом и развитие человека» (Томск, 1993) были отражены лишь некоторые стороны цитогенетики эмбрионального развития. Пробел в этом важном разделе современной медицины и биологии восполняет настоящая монография.
Авторы книги «Цитогенетика эмбрионального развития человека» хорошо известны по многим первоклассным публикациям, и неудивительно, что они написали хорошую книгу, в которой отражен собственный большой опыт по цитогенетическим исследованиям эмбрионов и плодов (более 8000) наряду с глубоким анализом литературы. Мне приятно отметить глубокое уважение авторов к отечественным школам эмбриологов (П. Г. Светлов, А. Г. Кнорре, А. П. Дыбан) и цитогенетиков (А. А. Прокофьева-Бельговская, А. Ф. Захаров, С. А. Назаренко).
Положительным моментом книги является обстоятельная общеэмбриологическая информация, которой так недостаточно в нашей литературе. В ней подробно в доступной форме изложены основы проэмбрионального и эмбрионального развития человека. Сведения о нормальном кариотипе человека, механизмах возникновения хромосомных и геномных мутаций, фенотипах эмбрионов с хромосомными аномалиями преломляются под углом зрения практической значимости. Рассмотрена природа хромосомных аномалий в онтогенезе прена-тального периода, что очень важно для практических целей диагностики и профилактики наследственных болезней. Цитогенетика гамето- и эмбриогенеза изложена с учетом современных генетических достижений и методических возможностей (выявление мозаицизма, имприн-тинга, однородительских дисомий, эпигенетической регуляции и др.).
Большое место в книге занимают вопросы пренатальной диагностики. Авторы сделали большой вклад в развитие этого раздела медико-генетической помощи в нашей стране. Изложенный ими опыт цитогенетической пренатальной диагностики полезен для практических врачей-цитогенетиков, и в то же время — это современное пособие для изучающих процессы онтогенеза человека в пренатальном периоде. Для научных сотрудников очень важна глава «Горизонты цитогенетики эмбрионального развития человека».
Книгу «Цитогенетика эмбрионального развития человека» В. С. Баранова и Т. В. Кузнецовой можно назвать настольным руководством для врачей, преподавателей медицинской генетики, для научных работников, генетиков, эмбриологов, акушеров-гинекологов и других специалистов.

Содержание книги

«Цитогенетика эмбрионального развития человека»

ОСНОВЫ ПРОЭМБРИОНАЛЬНОГО И ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА

1. Проэмбриональный период
   1. Гаметогенез
      1. Сперматогенез
      2. Оогенез
   2. Оплодотворение
2. Преэмбриональный период
   1. Доимплантационный период (дробление, компактизация, бластуляция)
   2. Имплантация и раннее постимплантационное развитие
3. Эмбриональный период
4. Плодный период

НОРМАЛЬНЫЙ КАРИОТИП ЧЕЛОВЕКА

1. Краткая характеристика цитогенетических методов
2. Особенности кариотипа человека
3. Полиморфизм хромосом человека
4. Краткая характеристика молекулярной гетерогенности сегментов хромосом человека

МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГЕНОМНЫХ И ХРОМОСОМНЫХ МУТАЦИЙ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ОНТОГЕНЕЗА

1. Классификация хромосомных аномалий
   1. Геномные мутации
   2. Хромосомные мутации
      1. Межхромосомные перестройки
      2. Внутрихромосомные перестройки
2. Механизмы возникновения геномных мутаций
   1. Триплоидия (3n = 69)
   2. Тетраплоидия (4n = 92)
   3. Анеуплоидия
      1. Основные механизмы возникновения анеуплоидии
         1. Собственно нерасхождение хромосом
         2. Предделение
         3. Запаздывание хромосом
         4. Первичное и вторичное нерасхождение хромосом
      2. Роль рекомбинации в нерасхождении хромосом
      3. Генетический контроль мейоза
   4. Мозаицизм хромосом
   5. Однородительская дисомия
3. Механизмы возникновения хромосомных мутаций

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К АНАЛИЗУ ГЕНОМНЫХ И ХРОМОСОМНЫХ МУТАЦИЙ В ГАМЕТОГЕНЕЗЕ И ЭМБРИОГЕНЕЗЕ ЧЕЛОВЕКА

1. Общие представления о цитогенетике гаметогенеза
2. Методы исследования сперматогенеза
   1. Цитологические методы
      1. Спермограмма
      2. Количественный кариологический анализ незрелых половых клеток
   2. Цитогенетические методы
      1. Анализ хромосом сперматоцитов
      2. Анализ синаптонемных комплексов
      3. Анализ хромосомного набора сперматозоидов
         1. Метод гетерологичного оплодотворения
         2. Метод FISH
   3. Молекулярно-генетические методы исследования мужского бесплодия
3. Методы исследования оогенеза
   1. Анализ хромосом в первом делении мейоза
      1. Профаза I
      2. Метафаза I
      3. Первое полярное тельце
   2. Анализ хромосом во втором делении мейоза
      1. Метафаза II
      2. Второе полярное тельце
   3. Перспективные методы анализа мейотических хромосом
4. Методы исследования хромосом в раннем эмбриогенезе
5. Методы исследования хромосом в постимплантационном периоде
   1. Клетки хориона (плаценты)
      1. Культивирование клеток хориона
      2. «Прямые» препараты
      3. Митотическая активность клеток цитотрофобласта
   2. Клетки амниотической жидкости
   3. Лимфоциты пуповинной крови плода
6. Принципы изучения генеза хромосомных аномалий в постимплантационном и постнатальном периодах онтогенеза
   1. Происхождение гетероплоидии
   2. Происхождение хромосомных мутаций

ЧАСТОТА И СПЕКТР ГЕНОМНЫХ И ХРОМОСОМНЫХ МУТАЦИЙ В ГАМЕТОГЕНЕЗЕ И НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА

1. Хромосомные аномалии в гаметогенезе
   1. Сперматогенез
   2. Оогенез
      1. Метафаза I
      2. Метафаза II
      3. Завершение мейоза
2. Хромосомные аномалии в эмбриогенезе
   1. Доимплантационные стадии развития
      1. Полиплоидия
      2. Анеуплоидия
      3. Мозаичная гетероплоидия
   2. Постимплантационные стадии развития
3. Спектр спонтанных хромосомных аномалий на разных стадиях развития
   1. Трисомия аутосом
   2. Двойные трисомии
   3. Моносомия
   4. Полиплоидия

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЧАСТОТУ ГЕНОМНЫХ И ХРОМОСОМНЫХ МУТАЦИЙ

1. Возраст
2. Гетерозиготное носительство структурных перестроек хромосом
   1. Реципрокные транслокации
   2. Робертсоновские транслокации
   3. Инверсии
3. Численные хромосомные аномалии кариотипа у родителей
   1. Мозаичные варианты трисомии 21
   2. Аномалии числа половых хромосом
      1. Синдром Клайнфельтера (47, XXY)
      2. Синдром дисомии по Y-хромосоме (47, XYY)
      3. Синдром Трипло-Х (47, ХХХ)
      4. Синдром Шерешевского-Тернера (45, Х и другие аномалии кариотипа)
   3. Сверхчисленные маркерные хромосомы (47, XX, +mar или 47, XY, +mar)
4. Другие наследственные факторы анеуплоидии
5. Физические и биологические факторы

ХРОМОСОМНЫЙ МОЗАИЦИЗМ

1. Механизмы возникновения хромосомного мозаицизма
   1. Хромосомный мозаицизм на доимплантационных стадиях
   2. Хромосомный мозаицизм после имплантации
   3. Хромосомный мозаицизм в постнатальном периоде
2. Мейотический и митотический мозаицизм
3. Однородительская дисомия
4. Проблемы пренатальной диагностики мозаицизма
5. Влияние плацентарного мозаицизма на течение и исход беременности
6. Теоретические аспекты хромосомного мозаицизма

ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭМБРИОНОВ И ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА С ХРОМОСОМНЫМИ АНОМАЛИЯМИ

1. Множественные врожденные пороки развития
2. Хромосомные аномалии как ранние эмбриональные летали
3. Фенотипические проявления хромосомных аномалий в I триместре беременности
4. Фенотипические проявления хромосомных аномалий во II триместре беременнности
   1. Трисомия 21
   2. Трисомия 18
   3. Трисомия 13
   4. Моносомия Х
   5. Кариотипы 47, XXY и 47, XXX
   6. Триплоидия
5. Стратегия исследований корреляций кариотип — фенотип в эмбриогенезе человека

ПРЕНАТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

1. Предмет и задачи пренатальной диагностики
2. Методы оценки состояния плода
3. Медико-генетическое консультирование
4. Скринирующие методы исследования состояния плода
   1. Ультразвуковой скрининг
   2. Биохимический скрининг
      1. Биохимический скрининг во II триместре беременности
      2. Биохимический скрининг в I триместре беременности
   3. Цитогенетический скрининг
      1. Скрининг по возрасту
      2. Наличие ребенка (плода) с хромосомной болезнью в анамнезе
      3. Наличие ребенка (плода) с МВПР в анамнезе
      4. Аномалии кариотипа у родителей
   4. Молекулярный скрининг
   5. Иммунологический скрининг
5. Показания для направления на инвазивную пренатальную диагностику
6. Инвазивные методы получения плодного материала
7. Принципы и методы диагностики хромосомных болезней
   1. Особенности цитогенетического анализа клеток различного плодного происхождения
      1. Клетки амниотической жидкости
      2. Клетки ворсин хориона (плаценты)
      3. Лимфоциты пуповинной крови плода
   2. Основные принципы цитогенетического анализа в пренатальной диагностике
      1. Состав и квалификация персонала
      2. Оборудование
      3. Реактивы
      4. Показатели качества цитогенетических исследований
   3. Диагностические проблемы кариотипирования плода
      1. Структурные перестройки хромосом, возникшие de novo
      2. Маркерные хромосомы
      3. Мозаицизм хромосом
      4. Однородительская дисомия
   4. Алгоритм пренатальной диагностики хромосомных болезней
8. Принципы и методы диагностики моногенных болезней
9. Прерывание беременности и верификация диагноза
10. Эффективность пренатальной диагностики
11. Пренатальная диагностика в III триместре беременности
12. Современные направления в пренатальной диагностике
    1. Доимплантационная диагностика
    2. Неинвазивные методы пренатальной диагностики
       1. Клетки плода в трансцервикальных образцах
       2. Клетки и ДНК плода в крови матери
    3. Комбинированный пренатальный скрининг хромосомных болезней в I триместре
    4. Молекулярная диагностика хромосомных болезней
    5. Генная и клеточная терапия плода

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМОСОМ В ЭМБРИОГЕНЕЗЕ ЧЕЛОВЕКА

1. Особенности структурной организации ядрышкообразующих районов хромосом человека
   1. Полиморфизм ядрышкообразующих районов (ЯОР) хромосом
   2. Механизмы регуляции функциональной активности рибосомных генов
   3. Характеристика функционального состояния ЯОР в эмбриогенезе человека
      1. Полиморфизм ЯОР у эмбрионов 6,5-14 недель развития
      2. Полиморфизм ЯОР у плодов 20-24 недель развития
   4. Особенности наследования функциональной активности ЯОР
   5. Функциональный полиморфизм ЯОР у плодов человека с анеуплоидным кариотипом
2. Метилирование ДНК как универсальный механизм регуляции активности генов
   1. Метилирование ДНК и геномный импринтинг
   2. Инактивация Х-хромосомы
   3. Болезни, обусловленные нарушениями метилирования
   4. Роль метилирования в онкогенезе
   5. Статус метилирования хромосом в эмбриогенезе человека
3. Анализ статуса метилирования хромосом с помощью метода ник-трансляции in situ
   1. Общая характеристика функционального статуса хромосом у эмбрионов человека
   2. Характеристика прицентромерных районов и коротких плеч акроцентрических хромосом
   3. Особенности функционального состояния районов прицентромерного гетерохроматина хромосом 1, 9 и 16
   4. Особенности метилирования хромосом при анеуплоидии
4. Анализ особенностей метилирования метафазных хромосом человека с помощью моноклональных антител
   1. Принцип метода и новый вариант дифференциальной окраски — М-сегментация
   2. Некоторые особенности паттерна метилирования хромосом в эмбриогенезе человека
      1. Характеристика М-сегментации хромосом из лимфоцитов пуповинной крови у плодов 20-24 недель развития
      2. Общая характеристика М-сегментации хромосом у эмбрионов 5-8 недель развития
      3. Особенности М-рисунка хромосом у эмбрионов доимплантационных стадий развития
5. Морфометрические характеристики гетерохроматиновых районов хромосом 1, 9, 16
6. Особенности репликации хромосом в эмбриогенезе человека

ГОРИЗОНТЫ ЦИТОГЕНЕТИКИ ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА

1. Особенности структурно-функциональной организации хромосом на начальных стадиях развития
2. Структурная и функциональная роль гетерохроматина
3. Метилирование ДНК в эмбриогенезе
4. Цитологические факторы регуляции активности генов в эмбриогенезе
5. Феногенетика хромосомной патологии
6. Некоторые перспективы диагностики, профилактики и лечения хромосомных болезней
   1. Диагностика
   2. Профилактика
   3. Лечение
7. Новые направления цитогенетики эмбрионального развития человека

ПРИЛОЖЕНИЕ

МЕТОДЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ ХРОМОСОМ

1. Приготовление препаратов хромосом из лимфоцитов периферической крови
2. Приготовление препаратов хромосом из лимфоцитов пуповинной крови плода
3. Тест для оценкиконтаминации пуповинной крови плода кровью матери
4. Приготовление препаратов хромосом из ворсин хориона или плаценты
5. Приготовление препаратов хромосом из различных эмбриональных органов

МЕТОДЫ АНАЛИЗА НЕОКРА1НЕННЫХ И РАВНОМЕРНО ОКРАШЕННЫХ ХРОМОСОМ

1. Фазово-контрастная микроскопия
2. Рутинная окраска хромосом

МЕТОДЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ОКРАСКИ ХРОМОСОМ

1. Методы G-окраски хромосом
2. Методы R-окраски хромосом (RHG, RFA)
3. Методы Q-окраски хромосом (QFQ, QFH)
4. Методы избирательной окраски гетерохроматиновых районов хромосом

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

1. Репликационные варианты G- и R-дифференциального окрашивания хромосом
2. Методы выявления ломкой Х-хромосомы

ФЛУОРЕСЦЕНТНАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ IN SITU (FISH)

1. ДНК-зонды
2. Приготовление препаратов хромосом и интерфазных ядер
3. Предгибридизационная обработка препаратов
4. Гибридизация in situ

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ХРОМОСОМНЫХ РАЙОНОВ

1. Ag-окраска активных ядрышкообразующих районов хромосом
2. Выявление районов, обогащенных метилцитозином

ПРОПИСИ БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Стандартный фосфатный буфер Соренсена (рН 6,8)
2. Буферный раствор GKN, pH 7,8 (10-кратный)
3. Буферный раствор SKN, pH 7,8
4. Буферные растворы SSC
5. Раствор версена
6. Na-фосфатный буфер (0,01 М)
7. Насыщенный солевой буферный раствор Дюльбекко, рН 7,2
8. Цитратно-фосфатный буфер Мак-Ильвейна

Таблица 1. Характеристика методов дифференциального окрашивания хромосом, часто используемых в цитогенетике человека
Таблица 2. Сокращения при описании хромосом и хромосомных аномалий
Рис. 1. Идиограммы G-сегментации хромосом человека для уровней разрешения — 300, 400, 550, 700 и 850 сегментов на гаплоидный геном
ЛИТЕРАТУРА

скачать книгу: «Цитогенетика эмбрионального развития человека»