CC BY
27
PROCEDIA
DOI: 10.23888/humJ 20194688-702
ГЕНОМ И МОЗГ: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА СЛУЖБЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ И КЛИНИЧЕСКОЙ ПСИХОЛОГИИ
GENOME AND BRAIN: FUNDAMENTAL RESEARCH IN THE SERVICE OF PRACTICAL
MEDICINE AND CLINICAL PSYCHOLOGY
Геном и мозг? фундаментальные исследования на Службе практической медицины и клинической
психологии
профессор РАН, д.б.и. Юров И.Ю. Лаборатория молекулярной генетики и китогеномнки мозга имени проф. Ю.Б. Юрова, ФГБНУ Научный Центр Психического Здоровья
профессор, д.б.н. заслуженный деятель науки
Ворсаиова С.Г. Лаборатория молекулярной цитогенетикн
нервно-психических заболевании, обособленное структурное подразделение 11Н ауч но- и с еле до в атель с кий кли нический институт педиатрии" РНИМУ им, Н.И. Пирогова Минздрава России
688
©
АУТИЗМ
• Распространенность 0,6-1,1%
• 70% - умственная отсталость
• 25% эпилепсия
• около 50% - генетические факторы
• 10-20% - известные генетические факторы
• этиология - более 150 генных и хромосомных мутаций, приводящих к аутизму.
II UAIT- 111 Mill Д1ЛI .Ik-t II MllllK -ITS IIIOLlI llrtl»r
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ км 2013 ИССЛЕДОВАНИЯ
йорЫнОвы С .Г., ЮрОн Ю.Б.Г Снльианобнч А.П., Днмищива ii.A.r Юроа и.Современные представления о молекулярной гснетмш; и гномике аутизма, фундаментальные 11ай1вдования.-2013 Мт4 часть 2. C.356-J67.
356
BIOLOGICAL SCIENCES
УДК 61*575,
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКЕ
И ГЕНОМИКЕ АУТИЗМА ltJBорсвНОМ С.Г., '-мЮров FO.Ii., Ч" и, 1КШ1ШРШ1Ч АЛ1., "-"Демидов* И.А., "Юрой 11.ю.
Schaefier, G,, Mendelsohn, N. Genetics evaluation for the etioiogic diagnosis of autism Spectrum disorders. Genet Med 10, 4-13 (2008) doi:10.1097/GIM.0b013fi31S15efdd7
Mullle, R.j Trentacoste, 5. V., fi Rapin, I, (2004). The genetics of autism. Pediatrics, 113(5), e472-e4S6.
В настоящее время считается, что ДО 50% случаев аутизма могут быть ассоциированы с разнообразными генетическими
дефектами
ШИЗОФРЕНИЯ
• Распространенность - 0,7-2% (15 до 45 лет)
* В Москве -1,4%
* 80% -генетические факторы
• менее 5% - известные генетические факторы
• этиология - более 50 генных и хромосомных мутаций,
* приводящих к шизофрении.
ПСИХИАТР твои ■ Mjii|_. « шиш
-инж.лг
Болезнь Альцгеймера
* Распространенность - 60-69 лет, 70-79 лет, 80-89 лет женского населения по ЕС составили соответственно 0,4; 3,6; 11,2%, а мужского — 0,3; 2,5; 10%.
* По Москве (данные 1995 г) частота болезни Альцгеймера составляет 4,4%.
* около 50% - генетические факторы
* менее 2-5% - известные генетические факторы
* этиология - менее 5 генных и хромосомных мутаций, приводящих к болезни Альцгеймера.
ПСИХИАТРИЯ
нщтналнт гг*:и.\|п»Г|
Reitz С., Вгаупе С., Mayeux R. Epidemiology of Alzheimer disease, Nature Reviews Neurology, vol. 7, no. 3, pp. 137-152, 2011.
tl
Hr.lOKJUOU КМ.ШРСВ
Хромосомные аномалии:
0,5-0,7% среди поворошенных, (врожденные короли и/или
микроапомалии рами тип, умешенная отсталость,
ашдромы Фаущ %ыинфельтераг Т11ерешевс^ого-7Пернера, и. Жо.)
30% от общего числа случаев поро1Щразвития у нов&рояфеннъи^ 6-7% ме^пворолфенньи^детей
Эр 50% среди д&пеи с умст&РШЮй отсталостью {1-3% д общей популяции)
Хромосомная нестабильность наблюдаемся практически ю ескс
у^етщре
неоплазмй
6% среди пациентов с нарушением репродуктшн&1 фунщии
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГЕНЕТИКИ И ГЕНОМИКИ БОЛЕЗНЕЙ МОЗГА
9 Этиологические факторы (генетика/внешняя среда) - в основном не известны
* Патогенез - в основном не ясен
* Биологические и диагностические маркеры - нет эффективных генетических маркеров
* Отсутствуют правдоподобные биологические и генетические теории патогенеза
693
Мозг человека
Средний вес -1300-1400 г
Число нейронов - 90-100 миллиардов
Число глиальных клеток - в 10-50 раз больше чем нейронов (до 5 триллионов)
Число синапсов нейрона -1000-10000 (5000-200000)
Muotri AR, Gage FH. Generation of neuronal variability and complexity. Nature. 2006; 44Ц7097):1037-93. Review.
V< 1« j-'-1, к N J. к fM1,1 .1' ei.ik
.......... 1ИНЧГ Ilkil'lL! L.ll П L . I IHU Iw МП. 4^4*4
иччрниЯНННцпирм ^ ес^ННОТГНН
ТнГа+ной A.C., ЮрОй КЗ.Ь., BupiSHiifca С.Г.. Юрив И..Ю. Нестабильность генома , kiI„., головного мига: этиология, патоген« и
новые биологические маркеры психический: болезней, Вестник Рощинской Академии Мрдицински* Ндук, 201 ?. №&. С.45-53
Нестабильность геном;* голопного мозга; этиология, патогене* и новые биологические маркеры всихнческих болезней
Подавляющее большинство (>99%) генетических исследований болезней мозга проводится на клетках крови ОДНАКО
Нестабильность генома клеток головного мозга может оказывать негативный эффект на развитие и функционирование нервной системы человека как в норме, так и при нервных и психических болезнях СЛЕДОВАТЕЛЬНО
Необходимы исследования нарушений генома непосредственно е клетках головного мозга
Iourov IY, Vorsanova SGr Yurov YB. Chromosomal variation in mammalian neuronal cells: known facts and attractive hypotheses, Int Rev Cytol. 2006;249:143-91.
жлчпи Гп4ЧЛиф11
■' YurovY.B,. lourov I.V.; Vorsanova 5.G. eî э1.
Aneuplohdy and confined chromosomal
Aneupioidy and Confined Chromosomal Mosaicism in mosaicism In the developing human brain, the Developing Human Brain PLoS ONE,2007 .Volume,2.lsiue,6.*5S9.
fun & fjin' ' ■■in Т. ШЛ'' )wru С. Vdimibi' " maul i VI ' UtiH D Kieii' '.iipi I Uwr'. Ir mi:¿ f Мяшс' Mit* L blHHl' ' lin Л СкпЛнм' ' -l'ibin 1 hjmil ' > fa V. Uhvî
A • в 1 - я \
i * i с Л ■ * н •
□ У Л л s С Fi
E К ai öl
F ** » Ф * fifí
i 2 3 4
J ft Л Iii LA
Хромосомная нестабильность -механизм регуляции развития эмбрионального мозга
30-35% клеток эмбрионального мозга человека генетически аномальны
}
■ы
- 1ЫИ1Н1 1ЙНП1Р 1|Ц«В|
"-Т
II ЯПИ-fc lilim- 1 PPM
Аутизм;
В клетках крови 19 (16%| из 116 детей с аутизмом наблюдался низкопроцентный мозацизм [анеуплондня] с участием хромосом 9, 15, 18 и X.
Yurnv У Fi, Voгяа юova ñO, lournv TYet al. Unexplained autism is frequently aRfioriíite-ri with tow level mosaic armuploidy. J Med Genet. 2007;-Н(Я):,Г7(21 5,
Шизофрения:
3-4% клеток коры головного мозга - трнсомня хромосомы X; 0,5-2, S% - трнсомня хромосомы 13; около 5% - анеу плои дня хромосомы 1,
Yunjv YB, [íiLiroV IY, VorHíiuova SG t:l. aJ. Tin: Holiizopl irania tiriiin üäIuIjlLü Luw-LuvcJ aneuplúidy involving chromosome i- Schizophr Res. 2008;9ЩЬЗ);139-47.
Болезнь Альцгеймера ?=? Синдром Дауна:
Нестабнлъность/анеуплондня хромосомы 21 + нарушения клеточного цикла нервных клеток
Iülliuv lï. Voi'saiiova KG. Lichi T, Vurov YB. Aiicupluidy in Llic normal, Alzheimer's disease and ataxia-telangiectasia biain: differential expression and pathological meaning. Weurobiol Dis. 3009; 34(2):2fia-20.
The /cie nt if i с World J OU R N AL
: ^mhtwMwmnu i оч^ми TheScientificWorldJQUKNAL
нет ио-ю.-'лмияг»»
The DMA Replication Stress Hypothesis of Alzheimer s Disease vufi e. vu«w ,1 ■! 3 svwi&na e. vorjaravs.' ■13 ana ivan Y i&urov1 ■г Г к1 «г «Iff (Btbtjl CI ^^^^^
I'lTWTf. donn liTkJrU П1 ^¿fer A—BP- "«=f wife/ ^ ^ йДЕЬ. | // 1ып*1 MAо "j Г ,. 1 8 r ..-Г™ TiliJ krr у^ям -^^ Г 1 fcT iJt J!> ®*в CjDiTdi^-N^ v ^TrJ1!^ TV« I _- , L nciMini Lmuflrr rl P'P^I' V^-" HArtfltUH. о V Ж ^¿ЗГ 1 -Члт.ли tTiilul №M TTV»ICCT-<_-iiiiMiiftihrLfiQiiji Л-ИКИ «1*шГГ
Специальный Выпуск журнала Current Genomics 2018 - №3:
Yurov YB, burcvlV. Editorial: Molcculiir Cyto(pcst)genamic3L. Curr Genomics 301S; 19(3): 157.
Изучение вариабельности генома в клетках головного мозга позволяет определить молекулярные и клеточные механизмы шизофрении ж коморбндных расстройств
Yurov Y С, Vorsanova 3G, Dcmidova I A, Kolotii AD, Solovlcw IV, iourov IY. Mosaic Drain Aneuploidy in Mental Illnesses: An Association of Low- evel Post-zymotic Aneuploidy with Scnizoph renin and С и morbid Psychiatric D sorders. Curr Genomics. 2013 ;19{3):163-172.
Межклеточная вариабельность генома может влиять на поведенческие особенностя в онтогенезе
Voriarovd Sid, ¿elerova MA, Yurov luurov IV. B-ehaviural Variabi lv arid SomaLic Mosaicism: ACyto genomic Hypothesis. Curr Genomics. 201S; 19(3]:153-1C2,
Еианнформатический анализ геномной патологии позволяет определять и ей ро психологические корреляции генотип-фенотип
lounov IV. Zelenova MA, Vorsan&va SG, Vofnova W, YUrov YB. 4q21.2q21,3 Duplication: Molecular ard Neuropsycho osicai Averts. Curr Genomics, Z013; 19(3}:173 17 if.
«Энциклопедические данные» о соматической (межклеточной) вариабельности генома
Соматическая вариабельность генома является одним из наиболее распространенных генетических механизмов заболеваний; в особенности, болезней головного мозга (психических и нейродегенеративных).
Somatic Genome Variations
Ivan Y lourov Svetlana G Vorsanova Yuri В Yurov
First published; 15 June 2012
eLS = Encyclopedia of Life Sciences - Wiley
https://doi.orE/i0.1002/97a0470015902.a0023B39
John Wiley & Sons, Ltd.
HHVHIH * (таит пглны i НДЛПИМ ЩНЭЧЛМЮ* МПЩЦ LJtTIMw
MOLECULAR CYTOGENETICS
Дополнительные ключевые публикации (статьи) авторов поданной теме
L VorsanovgS.G., Voinora V.Yu., Yurov I.Yu., Ku'irnaya 0-5r, Denido1;; I.A., Yurov Y.B. Cytogenetic, molecular-cytogenetlc.. and dinual-geneaJog tcl bluciesof mothers ci children wilh aullsri; a !>earc"i familial genetic markers of autlstl^iiiionders-Z/'Neuroselenee and Eehavim.ra Phiysiolc-^v. 2010. vc . 4Q. Mo.7.P,745-7S6.
2. ШривЮ.С.. вс:рсдноаа С.Г., Солойьйй И.ь., lOpus И.Ю. Нестаби/ьностийСрамосоме нервны): кле ка* ч^лп!ЗС1':п внораде.н при нервно лси>;ичс:С1<И£зг1болсБП1ШКК.//Гс!11СТН1<а. 2010. Том 46. N<;10. С. 1352 13.Т5-.
J. Юров И.Ю,, Вэрсгнова С.Г., ЮроаЮ.Б, Генетические г/ека и рамы 1ару_1ения психики: хромосомные и геномные бол ез i и,//Психологическая наука и обра зова! ле F5YEDU.RU. 2010. №5.0.277-235.
4. lourov IX, Vorsanova S.G., Kuriniaia 0.5., 1е1?пс^; MA, Ti vancv'ch A.P., Yurov Y.B. Molemlar ks-yctyp ng by агггу CGI- in a Russian cohort of ciildren with intellectual disabi zy, autism. epilepsy, aid corgenital aiTOiTialiesV/lVloleiular tytogeriet c;,. .V4S.
j. KlpijH Ю.Ь.. Кирсанова C.I., Юрув И.Ю, Молекулярная 11 итоге не_м на и геномикэ аутизма.,'/Mftn e-:y.nfip)jafH Медицина. 3(114. Ы°3. СИ 7.
6. ЮроаИ.КХ., Воронова С.Г., Зеленое;: М.А., Юров IO.G. Анеуплоидия уромосомь 21 при эабалс-зэниж гало&ногомозга.//Фунраментальнь с Ис следе в а ни я. 2015. Ns7 (Часть 1). С.61 70.
7. Юров И.Ю., Bopcii юва С.Г., Ксростелсс С.А., Васин К.С., Зелс1 ооа М.А., Курипная О.С., Юров Ю.Б. Структурнь е зари а при генома при эутистичес-(*1х рэсстройстзахс умственной отсталостью.//hiypi-;л Неврологии v Психиатрии им, С,С, Коэсаковй. Z016, Там lis, N17. С,50-54,
0, VtirsanavaSG., Yurcv V.В., Icurov Y- Nfrurugencnii; pathway of autism spectrum disorders: linking germlinti dud suridlit, inu.aliens lu ¿«nts^ic-erivirornri^tiLhI iriLeracLiont..//Cjritfnl Biwiniurmalkif. Vol.l^. Н-1У-2Е?. Yurov Y.В., Voriianova S.G., (jnuriw .Y. Human Vlcilp£plarMeijrnivtogf:nritli;s.//r:Lrrf:rit Gr:net c. Vlr-rildnf- Reports. 2018. VclLT,t6. Issjc4. P.IS5 164.
10. lourov I.Y.j Vorsanova S.G., Yurov Y.B. The variorne concept: tacu: on С NVariome.//Molecular Cytogenetics. £010, 12:52.
11. lourov I.Y., Vorsanova S.G., Yurov Y.B„ KutsevS.L OntDgeneticand pathogenetic views en sonatic chxmoscmal nosafdsm.//Geres 2015,10(5):375.
lit, icuruv |,Y,. Vorsanova S'urovY.B. Pathway-based :l«5 location of genetic c- seos-eti-Z/Myletjiar cytogenetics, 2013. 12:4.
701
