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早期染色分体解離症候群(染色分体早期解離)

疾患概要

PREMATURE CHROMATID SEPARATION TRAIT; PCS
[Premature chromatid separation trait] 早期染色分体解離症候群 176430 AD  3
※括弧「[ ]」は「非疾患」を示し、主に検査値の見かけ上の異常をもたらす遺伝的変異を指します。これは、患者に実際の病状は見られないが、遺伝的変異によって特定の臨床検査値に異常が出る場合に使用されます(例:アルブミン血症性甲状腺機能亢進症)。(出典

早発染色分体分離(PCS)形質は、染色体15q15に位置する分裂チェックポイント遺伝子BUB1B(602860)のヘテロ接合体変異によって引き起こされる特徴であり、このために数字記号(#)が用いられます。この形質は、細胞のメタフェースにおいて分離した染色分体と広がった染色分体が見られることを特徴とし、動原体の識別が可能です。正常な人の約40%の培養リンパ球のメタフェースで最大2%まで認められる現象であり、PCSが細胞の5%以上に存在する場合に「ヘテロ接合性PCS形質」と定義されます。この形質自体は明らかな表現型の影響を及ぼさないものの、生殖能力の低下が報告されています。PCS形質の遺伝は常染色体共優性のパターンを示します。

PCS形質と密接に関連する重篤な疾患が、モザイク異数性異数性(MVA; 257300)です。MVAは、PCS形質をヘテロ接合で持つ二人の両親から、両方の変異BUB1B対立遺伝子を受け継いだ子供に発生する重篤な常染色体劣性遺伝性発達障害です。MVAは、異数性染色体を持つ細胞の存在によって特徴づけられ、成長遅延、小頭症、発達障害、およびがん発症のリスク増加などの臨床的特徴があります。

この情報は、BUB1B遺伝子の変異が引き起こす遺伝性疾患の理解に寄与し、PCS形質およびMVA症候群の診断、遺伝カウンセリング、および管理に役立つ重要な知見を提供します。また、非分裂性素因の遺伝に関する研究(OMIMエントリー158250参照)とも関連があり、遺伝学の分野における染色体異常とその影響についてのさらなる理解を促進します。

命名法

命名法に関する混乱は、科学的コミュニティ内で概念が発展する過程でしばしば発生します。この場合、「全早発染色分体分離」(total PCS)と「早発セントロメア分裂」(PCD)という二つの用語は、異なる生物学的現象を指すために用いられていますが、過去にはこれらの用語が互換的に使用されることがありました。

全早発染色分体分離 (total PCS): Kajii et al. (1998)によって命名されたこの用語は、染色体のセントロメアだけでなく、染色分体全体が関与する早期の染色体分離現象を指します。この状態では、細胞分裂のメタフェーズにおいて、染色体が早期に分離し始めることを示しています。この現象は、染色体異数性モザイク状異数性症候群の原因となる可能性があります。

早発セントロメア分裂 (PCD): これは異なる現象であり、特にセントロメアが関与する染色体の早期分裂を指します。しかし、Kajii and Ikeuchi (2004)によると、PCSを指す際にPCDという用語が誤って使用されることがあります。PCDは特定の遺伝的状態を指すため、この文脈での使用は不適切です。

過去の文献では、PCSに言及する際にPCDという用語が使用された例がありますが、この混乱を避けるために、PCSという正確な表記を使用することが推奨されます。PCSという用語は、特定の染色体異常の研究において適切な文脈を提供し、セントロメアの早期分裂だけでなく、染色体全体の早期分離を含むより広範な現象を正確に記述します。このように、正確な命名法と用語の使用は、科学的コミュニケーションにおいて明確性と理解を促進するために重要です。

臨床的特徴

早期セントロメア分離(PCS)は細胞分裂過程において、セントロメアが通常より早期に分離する現象であり、染色体の不均等な分配を引き起こす可能性があります。これは異数性やモザイク状態の原因となり、さまざまな健康問題や遺伝的疾患に関連していると考えられています。

Ruddらによる研究(1983年)
Ruddらは、早期自然流産を繰り返す女性、精巣のセミノーマで放射線治療を受けた男性、不妊症の女性の3人において、コルセミド存在下でのセントロメアと広がった染色分体を持つ有糸分裂の頻度が増加することを観察しました。通常の細胞培養では有糸分裂が早期剥離を示すのは0.5%から1%に過ぎませんが、これらの患者とその家族では5%から61.5%に達しました。この研究はPCSが常染色体優性遺伝と一致し、特定の家族内で男性から男性へと伝達されることを示唆しました。

Mehesによる調査(1978年)
Mehesは、健常児、ダウン症患者、および常染色体トリソミーの両親を対象に早期セントロメア分離に関する調査を行い、非ランダムなセントロメアの分裂が非分裂のメカニズムである可能性を示唆しました。

Fitzgeraldらの報告(1986年)
Fitzgeraldらは、トリソミー21を持つ受胎子が3人いる臨床的に正常な女性のケースを報告しました。この女性はモザイク体質である可能性が低く、特にX、18、21トリソミーのPCSが示唆されました。

Gabarronらの研究(1986年)
Gabarronらは、5回の自然流産後に染色体分析を依頼された女性を報告し、低身長以外に目立った表現型はありませんでしたが、PCSが常染色体優性遺伝と一致することを発見しました。

Madanらによる家系研究(1987年)
Madanらは、3世代にわたりPCSの頻度が増加した4人の表現型正常者を持つ家系を報告しました。PCSは細胞の約4〜12%で観察され、この現象は他の染色体異常とは異なると考えられました。

Bajnoczky and Mehes(1988年)、Mehes and Kosztolanyi(1992年)
これらの研究は、セントロメア分離の変化と子孫の異数性との間に相関関係があることを示す証拠を提供しました。親における分離遅延の生殖細胞系列モザイクが、子孫におけるトリソミーの原因である可能性を示唆しました。

Petkovicの報告(2007年)
Petkovicは、末梢血リンパ球の細胞遺伝学的研究によりPCS頻度が8.5%から13.5%である3世代家族を報告しました。この家族は腫瘍とPCS形質との関連性を示唆しました。

これらの研究はPCSの複雑な性質とその臨床的意義を浮き彫りにし、特定の健康問題や遺伝的疾患との関連を深く理解するための基盤を提供します。PCSの研究は、特定の疾患の診断や治療、予防戦略の改善に貢献する可能性があります。

分子遺伝学

Hanksらによる2004年の研究では、モザイク異数性異数性(MVA)症候群の原因となるBUB1B遺伝子の変異について重要な発見がありました。彼らは、MVA症候群の患者におけるBUB1B遺伝子の変異が複合ヘテロ接合体であり、一方の変異が父親から、もう一方の変異が母親から遺伝していることを明らかにしました。この発見は、MVA症候群が両親からそれぞれ異なる変異を受け継ぐことによって引き起こされる常染色体劣性疾患であることを示しています。

この研究により、MVA症候群の分子遺伝学的基盤がより明確になり、疾患の診断と遺伝カウンセリングにおいて重要な情報が提供されました。さらに、両親がPCS(早発染色分体分離形質)を有していることが報告されており、この形質がMVA症候群の発症リスクと関連している可能性が示唆されています。

BUB1B遺伝子の変異は、細胞分裂のチェックポイント制御に重要な役割を果たすBUBR1タンパク質の機能不全を引き起こし、細胞分裂過程での染色体分配のエラーを誘発します。このようなエラーは、細胞の異数性の増加、成長遅延、発達障害、およびがん発症のリスク増加など、MVA症候群の臨床的特徴に直接関連しています。この研究は、MVA症候群の遺伝的メカニズムを理解する上での重要なステップであり、将来的な治療戦略の開発に貢献する可能性があります。

疾患の別名

TOTAL PREMATURE CHROMATID SEPARATION TRAIT

参考文献

プロフィール

この記事の筆者:仲田洋美(医師)

ミネルバクリニック院長・仲田洋美は、日本内科学会内科専門医、日本臨床腫瘍学会がん薬物療法専門医 、日本人類遺伝学会臨床遺伝専門医として従事し、患者様の心に寄り添った診療を心がけています。

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