着床前遺伝子ハプロタイピング

着床前遺伝子ハプロタイピング（PGH ）は、着床前遺伝子診断（PGD）の臨床的手法であり、子孫における単一遺伝子疾患の存在を判定するために使用されます。PGHは、費用と時間のかかる全ゲノム関連実験よりも、遺伝子の特定に実現可能な方法を提供します。[ 1 ]

PGH は、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH) やポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などの一般的な PGD 法とは主に 2 つの理由で異なります。第 1 に、PGH は受精卵の遺伝子構成に注目するのではなく、前の世代の罹患メンバーと非罹患メンバーのゲノムを比較します。この世代間変異の検査により、単に突然変異を探すのではなく、統計的に対象疾患に関連する遺伝子マーカーのハプロタイプを特定できます。PGH は他の遺伝子検査方法を補強するためによく使用され、誤診のリスクを減らすことがわかっているため、より一般的な特定の PGD 法よりも正確であると考えられています。研究により、解釈エラーの最も一般的な原因の 1 つである対立遺伝子ドロップアウト(ADO)による誤診は、PGH を使用することでほぼ排除できることがわかっています。[ 2 ]さらに、転座による変異の場合、PGHは、転座のバランスの取れた形態を持つ胚と相同な正常染色体を持つ胚を区別することにより、染色体異常を完全に検出することができます。[ 3 ]これは、FISHなどのPGD法では胚が表現型の違いを発現するかどうかは明らかにできますが、胚がキャリアであるかどうかは明らかにできないため、有利です。[ 4 ] 2015年には、PGHは全ゲノム増幅（WGA）プロセスと組み合わせて使用​​され、疾患の診断だけでなく、減数分裂分離エラーと有糸分裂エラーの区別もできるようになりました。[ 5 ]

PGD​​法は発明以来、その活用と改良を目的とした研究が継続的に行われています。PGDは、妊娠初期ではなく着床前に胚の異常を検出できる選択肢を提供することから、ますます人気が高まっています。妊娠初期はしばしば胎児の流産につながり、多くの人にとって倫理的なジレンマを引き起こしていましたが、今ではこれを回避できるようになりました。

手順

PGHは、家族歴に関する情報と、短鎖タンデムリピート（STR）や一塩基多型（SNP）などの連鎖多型マーカーを組み合わせて、疾患の原因遺伝子を特定します。STRとSNPはどちらも遺伝子ヌクレオチドの変異であり、ヒトDNAにはそれぞれ数千万種類存在すると推定されています。[ 1 ]罹患した個人のアレルにおけるSTRまたはSNPの頻度が、罹患していない直系親族と比較して高いことは、疾患を引き起こす変異の起源を示しています。したがって、これらの指標は、変異を具体的に特定することなく、アレルに変異があることを「マーク」します。潜在的なSTRとSNPの数は非常に多いため、家系図は解析対象となるアレルの範囲を絞り込むのに役立ちます。[ 4 ] さらに、対象遺伝子が時間の経過とともにどのように発現するかを理解することは、最終的に、どのハプロタイプが変異に関連するアレルの原因であるかを特定するのに役立ちます。こうしてハプロタイプマップが作成され、子孫が持つ遺伝子だけでなく、その遺伝子の親の起源も示されます。変異と相関する対立遺伝子が特徴付けられると、胚のPGH（卵巣成長ホルモン）投与が可能になり、リスクの低いハプロタイプを持つ胚のみが移植用に選抜されます。[ 2 ]この時点まではPGHは体外受精で行われ、選抜された胚は代理母の子宮に移植され、さらなる発育が行われます。

利点

特定の疾患について関連する遺伝子マーカーのパネルが確立されると、その疾患のすべての保因者に使用できます。[ 6 ]一方、単一遺伝子疾患であっても、影響を受ける遺伝子内の多くの異なる変異によって引き起こされる可能性があるため、特定の変異を見つけることに基づく従来のPGD法では、変異特異的な検査が必要になります。したがって、PGHは、変異特異的な検査が利用できないケースにもPGDの利用可能性を広げます

PGHは蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）に比べて、染色体転座のバランス型を持つ胚と相同な正常染色体を持つ胚を区別できないという利点もあります。この区別ができないことは、診断に深刻な悪影響を及ぼす可能性があります。PGHは、FISHではできないことが多い区別を可能にします。PGHは、転座の認識により適した多型マーカーを用いることでこれを実現します。これらの多型マーカーは、正常転座、バランス型転座、不バランス型転座を持つ胚を区別することができます。また、FISHでは分析のために細胞を固定する必要があるのに対し、PGHでは細胞をポリメラーゼ連鎖反応チューブに移すだけで済みます。細胞移し替えはより簡単な方法であり、分析の失敗の可能性も低くなります。[ 7 ]

用途

PGHは以下のスクリーニングに使用されています。

歴史

PGDは1968年にウサギの性別判定に初めて実施されましたが、ヒトのPGDは1985年に単一細胞DNAのPCRが開発されてから初めて利用可能になりました。[ 2 ] PGHは2006年にロンドンのガイズ病院で初めて開発されました。[ 6 ]

参考文献

  1. ^ a b「健康と疾患に関連する遺伝子を発見するためのヒトゲノムのハプロタイプマップの開発：会議概要」 www.genome.gov 2016年3月29日閲覧
  2. ^ a b c Coskun S, Qubbaj W. 2010. 着床前遺伝子診断と選択. J. Reprod Stem Cell Biotechnol 1(1): 120-140.
  3. ^ Shamash J, Rienstein S, Wolf-Reznik H, Pras E, Dekel M, Litmanovitch T, Brengauz M, Goldman B, Yonath H, Dor J, Levron J, Aviram-Goldring A. 着床前遺伝子ハプロタイピング：転座保因者の胚診断における新たな応用 - ロバートソン転座保因者2家族の予備的観察. J Assist Reprod Genet (2011) 28:77–83.
  4. ^ a b Altarescu G、Zeevi DA、Zeligson S、Perlberg S、Eldar-Geva T、Margalioth EJ、Levy-Lahad E、Renbaum P. 着床前遺伝子診断 (PGD) マイクロアレイのための家族性ハプロタイピングと胚解析: 原理研究の証拠。 J Assist Reprod Genet (2013) 30:1595–1603。
  5. ^ NewsRx. 2015. 遺伝学; サンガー研究所によるヒト遺伝学分野における研究報告（全ゲノムハプロタイピングと単一細胞のコピー数プロファイリングの同時解析）アトランタ（ジョージア州）：ライフサイエンスウィークリー。
  6. ^ a b c Renwick PJ, Trussler J, Ostad-Saffari E, et al. (2006-07-13). 「着床前遺伝子ハプロタイピングを用いた原理実証と最初の症例：胚診断におけるパラダイムシフト」 . Reprod Biomed Online . 13 (1): 110–9 . doi : 10.1016/S1472-6483(10)62024-X . PMID 16820122 . 
  7. ^ Shamash, J. et al. (2011). 着床前遺伝子ハプロタイピング：転座保因者の胚診断における新たな応用 ― ロバートソン転座保因者2家系の予備的観察. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 28(1), 77-83.
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