WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте

Хромосомная нестабильность (англ. Chromosomal instability) (CIN) — один из видов геномной нестабильности, при которой в дочерних поколениях делящихся клеток наблюдаются неклональные изменения кариотипа, а именно: потери или приобретения хромосом и их участков.

Хромосомная нестабильность наблюдается в злокачественных клетках при некоторых лейкозах и в клетках некоторых сóлидных опухолей, особенно часто наблюдается при раке прямой кишки[1]. Хотя многие опухоли являются анеуплоидными и/или несут хромосомные перестройки, для раков с хромосомной нестабильностью характерна крайне высокая частота хромосомных аномалий и высокое их разнообразие[2].

Критерии для определения CIN

  • Так как хромосомная нестабильность определяется скоростью накопления хромосомных нарушений, для выявления хромосомной нестабильности необходимо проводить сравнительный количественный анализ клеточных популяций с использованием статистических методов[3].
  • Частота хромосомных нарушений в тестируемой клеточной популяции должна сравниваться с контрольной клеточной популяцией. Это особенно верно при низких частотах хромосомных аберраций[3].
  • Частота хромосомных нарушений должна быть нормирована на количество клеточных делений, которые претерпевает клеточная популяция[3].
  • Анализ хромосомной нестабильности должен определять не только полный рейтинг изменения хромосом, но и частичные изменения, такие как хромосомные делеции, вставки, инверсии и усиления, также следует учитывать сегментные анеуплоидии[3]. Это обеспечивает более точное определение наличия хромосомной нестабильности.
  • Результаты для полиплоидных и диплоидных клеток должны быть идентифицированы и записаны отдельно друг от друга. Это потому, что фитнес-стоимость (выживание в следующем поколении) хромосомной нестабильности ниже в полиплоидных клетках, а клетка имеет большее число хромосом, чтобы компенсировать испытываемую хромосомную нестабильность[3].
  • При определении наличия и степени хромосомной нестабильности должно быть принято во внимание, что полиплоидные клетки более склонны к хромосомным изменениям[3].

Классификация

Численное значение CIN определяется высотой рейтинга каждой цепочки или потерей целых хромосом; в результате чего возникает анеуплоидия. Нормальные клетки производят ошибки в сегрегации хромосом в 1% клеточных делений, в то время как клетки с CIN производят эти же ошибки примерно в 20% клеточных делений. Поскольку анеуплоидия — общая черта в опухолевых клетках, наличие анеуплоидии в клетках, не обязательно означает, присутствия CIN; CIN определяется высоким уровнем ошибок[4]. Один из способов дифференциации без CIN и CIN-индуцированной анеуплоидии заключается в том, что CIN вызывает широкие переменные (гетерогенные) хромосомные аберрации; тогда, когда CIN не является причинным фактором, хромосомные изменения часто более клонального типа[5].

Структурная CIN отличается тем, что могут быть дублированы или удалены фрагменты хромосом вместо целых хромосом. Перестановка частей хромосом (транслокация) и дополнения и делеции в хромосомах могут также происходить при структурном CIN[4].

Эффекты

CIN часто приводит к анеуплоидии. Существуют три пути, которые которые ведут к анеуплоидии. Это может произойти из-за потери целой хромосомы, прироста целой хромосомы или перегруппировки частных хромосом, известных как большие хромосомные перестройки (GCR). Все эти признаки являются признаками некоторых видов рака[6]. Сегментарная анеуплоидия может произойти из-за делеции, уплотнения или транслокации, которые возникают из поломок в ДНК[3], а потери и прирост целых хромосом — часто из-за ошибок во время митоза.

Целостность генома

Хромосомы состоят из последовательности ДНК и белков (таких как гистоны), которые отвечают за их упаковку в хромосоме. Поэтому, когда речь идет о нестабильности хромосом, эпигенетические изменения могут также вступать в игру. Гены, с другой стороны, относятся только к последовательности ДНК (наследственный модуль), и совершенно не обязательно брать в расчёт, что они будут экспрессированы в качестве только эпигенетических факторов. Расстройства, такие как нестабильность хромосом, могут быть унаследованы с помощью генов, или приобретены позднее из-за воздействия окружающей среды. Один из путей приобретения хромосомной нестабильности — результат воздействия ионизирующего излучения[7]. Известно, что излучение причиняет вред ДНК, что может вызвать ошибки в репликации клеток, которые могут привести к хромосомной нестабильности. Хромосомная нестабильность может, в свою очередь, вызвать рак. Тем не менее, синдромы хромосомной нестабильности, такие как синдром Блума, атаксия телеангиэктазия и анемия Фанкони наследуется[7] и считаются генетическими заболеваниями. Эти расстройства опухолевого генеза, часто имеют также индивидуальный фенотип. Гены, контролирующие нестабильность хромосом известны как гены хромосомной нестабильности и они контролируют пути митоза, репликации ДНК, ремонт и модификацию[8]. Они также контролируют транскрипцию и процесс ядерной транспортировки[8].

Хромосомная нестабильность и рак

Исследования, связанные с хромосомной нестабильностью, связаны с твердыми опухолями, которые, в свою очередь, связаны с твёрдой массой раковых клеток, которые растут в системных органах и могут образоваться в любой части тела. Эти опухоли отличаются от жидких опухолей, которые происходят в крови, костном мозге, лимфатических узлах и т. п.[9].

Несмотря на то, хромосомная нестабильность уже давно считается вносящей свой ​​вклад в развитие опухоли, недавние исследования показали, что хромосомная нестабильность может либо способствовать либо подавлять развитие опухоли[6]. Разница между двумя действиями зависит от количества хромосомной нестабильности, так как невысокий рейтинг хромосомной неустойчивости приводит к опухолевой прогрессии, или другими словами, к раку, в то время как высокий рейтинг хромосомной нестабильности часто приводит к гибели раковых клеток[10]. Это связано с тем, что высокий рейтинг хромосомной нестабильности наносит ущерб механизмам выживания клетки[10], и раковая клетка не может реплицировать и умирает (апоптоз). Поэтому зависимость между хромосомной нестабильностью и раком также могут быть использована для оказания помощи в диагностике вида опухоли (злокачественная или доброкачественная)[10].

Большинство твердых злокачественных опухолей человека характеризуется хромосомной нестабильностью и приростом или потерей целых хромосом или их фрагментов[3]. Например, большинство колоректальных и других твердых раков сопровождается хромосомной нестабильностью (CIN)[11]. Это показывает, что хромосомная нестабильность может нести ответственность за развитие твердых раков. Тем не менее, генетические изменения в опухоли не обязательно означают, что опухоль генетически неустойчива, так как «нестабильность генома» относится к различным нестабильностям фенотипов, в том числе и фенотипа хромосомной нестабильности[3].

Роль CIN в канцерогенезе основательно обсуждалась[12]. В то время как некоторые утверждают каноническую теорию активации онкогенов и инактивации генов супрессоров опухолей, такие как Роберт Вайнберг, некоторые утверждают, что CIN может играть важную роль в происхождении раковых клеток, так как CIN предоставляет мутатор фенотипа[13], что позволяет клетке накапливать большое количество мутаций. Учёные, участвующие в этой дискуссии включают в себя Кристофа Ленгауэра, Кеннет Кинзлера, Кейт Р. Леба, Лоуренс А. Лоэба, Берта Фогельштейна и Питера Дюсберга.

Методы диагностики

Диагноз хромосомной нестабильности может быть поставлен с помощью аналитических методов на клеточном уровне. Часто используемыми средствами для диагностики CIN является цитогенетика проточной цитометрии, сравнительная геномная гибридизация[en] и полимеразная цепная реакция[3], кариотипирование и флуоресценция в гибридизации (FISH) и другие методы, подходящие для использования[14]. В сравнительной геномной гибридизации, ДНК извлекается из больших клеточных популяций, вероятно, что будут определены некоторые приобретения и потери[3]. Кариотипирование используется при анемии Фанкони, основываясь на 73-часовых культурах цельной крови, которые затем подкрашивали красителем Гимза. После окрашивания под микроскопом видны аберрации хроматидного типа[15].

См. также

Примечания

  1. ↑ Lengauer, C.; K. W. Kinzler; B. Vogelstein (1997). “Genetic instability in colorectal cancers”. Nature.
  2. ↑ Geigl JB, Obenauf AC, Schwarzbraun T, Speicher MR (February 2008). “Defining 'chromosomal instability'”. Trends Genet. 24 (2): 64—9. DOI:10.1016/j.tig.2007.11.006. PMID 18192061.
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Geigl, Jochen B.; Obenauf, Anna C.; Schwarzbraun, Thomas; Speicher, Michael R. “Defining 'chromosomal instability'”. Trends in Genetics. 24 (2): 64—69. DOI:10.1016/j.tig.2007.11.006. PMID 18192061.
  4. 1 2 McGranahan N, Burrell RA, Endesfelder D, Novelli MR, Swanton C (June 2012). “Cancer chromosomal instability: therapeutic and diagnostic challenges”. EMBO Rep. 13 (6): 528—38. DOI:10.1038/embor.2012.61. PMID 22595889.
  5. ↑ Bakhoum SF, Compton DA (April 2012). “Chromosomal instability and cancer: a complex relationship with therapeutic potential”. J. Clin. Invest. 122 (4): 1138—43. DOI:10.1172/JCI59954. PMC 3314464. PMID 22466654.
  6. 1 2 Yuen, Karen; Wing Yee (2010). “Chromosome Instability (CIN), Aneuploidy and Cancer”. Encyclopedia of LIfe Sciences.
  7. 1 2 Wright, Eric G. (1 January 1999). “Inherited and inducible chromosomal instability: a fragile bridge between genome integrity mechanisms and tumourigenesis”. The Journal of Pathology. 187 (1): 19—27. DOI:10.1002/(SICI)1096-9896(199901)187:1<19::AID-PATH233>3.0.CO;2-1.
  8. 1 2 Stirling, Peter C.; Bloom, Michelle S.; Solanki-Patil, Tejomayee; Smith, Stephanie; Sipahimalani, Payal; Li, Zhijian; Kofoed, Megan; Ben-Aroya, Shay; Myung, Kyungjae; Hieter, Philip; Snyder, Michael. “The Complete Spectrum of Yeast Chromosome Instability Genes Identifies Candidate CIN Cancer Genes and Functional Roles for ASTRA Complex Components”. PLoS Genetics. 7 (4): e1002057. DOI:10.1371/journal.pgen.1002057. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)
  9. ↑ National Cancer Institute Definition of Solid Tumors. Проверено 1 апреля 2013.
  10. 1 2 3 Dabas, Nitika; Byrnes, Diana M.; Rosa, Ashley M.; Eller, Mark S.; Grichnik, James M. (1 January 2012). “Diagnostic Role of Chromosomal Instability in Melanoma”. Journal of Skin Cancer. 2012: 1—7. DOI:10.1155/2012/914267.
  11. ↑ Michor, Franziska; Iwasa, Yoh; Vogelstein, Bert; Lengauer, Christoph; Nowak, Martin A. “Can chromosomal instability initiate tumorigenesis?”. Seminars in Cancer Biology. 15 (1): 43—49. DOI:10.1016/j.semcancer.2004.09.007.
  12. ↑ Gibbs, W. Wayt (July 2008). “Untangling the Roots of Cancer”. Scientific American. 18: 30—39. DOI:10.1038/scientificamerican0708-30sp. Проверено 3 December 2014. |access-date= требует |url= (справка)
  13. ↑ Loeb, Lawrence A. (2001). “A Mutator Phenotype in Cancer”. Cancer Research. 61: 3230—3239. Проверено 3 December 2014.
  14. ↑ Sakamoto Hojo, E.T.; van Diemen, P.C.M.; Darroudi, F.; Natarajan, A.T. “Spontaneous chromosomal aberrations in Fanconi anaemia, ataxia telangiectasia fibroblast and Bloom's syndrome lymphoblastoid cell lines as detected by conventional cytogenetic analysis and fluorescence in situ hybridisation (FISH) technique”. Mutation Research/Environmental Mutagenesis and Related Subjects. 334 (1): 59—69. DOI:10.1016/0165-1161(95)90031-4. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)
  15. ↑ Oostra, Anneke B.; Nieuwint, Aggie W. M.; Joenje, Hans; de Winter, Johan P. (1 January 2012). “Diagnosis of Fanconi Anemia: Chromosomal Breakage Analysis”. Anemia. 2012: 1—9. DOI:10.1155/2012/238731.

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .



Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2025
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии