Преждевременная недостаточность яичников (ПНЯ) определяется как потеря функции яичников в возрасте до 40 лет и считается
как частая причина женского бесплодия, поражающая 2–4%
женщины. Основными характеристиками ПНЯ являются отсутствие
регулярных менструальных циклов, повышения уровня фолликулостимулирующего уровень гормонов (ФСГ), низкий уровень эстрогена и антимюллерого гормона (АМГ).
Состояние ПНЯ имеет гетерогенную этиологию, включая ятрогенные, аутоиммунные или генетические причины. Хромосомные и генетические изменения могут объяснить примерно 20% случаев. Тотальный или мозаичный синдром Тернера, делеции Х-хромосомы или Х-аутосомные транслокации являются основными причинами ПНЯ, за которыми следуют премутации в гене ломкой Х умственной отсталости I (FMR1). В последние десятилетия было обнаружено много генов, связанных с функцией яичников, особенно после включения секвенирования нового поколения (NGS). Кроме того, в ходе исследований по секвенированию экзома, выявляются новые варианты в нескольких генах-кандидатах, связанных с преждевременной недостаточностью яичников (ПНЯ). Причем не только в генах, связанных с фолликулогенезом, но также участвующих в таких процессах, как метаболизм, репарация ДНК, апоптоз, мейоз и другие.
Таким образом, генетические причины ПНЯ кажутся более распространенными, чем считалось ранее. Первоначально преждевременная недостаточность яичников рассматривалась как моногенное состояние; однако недавние исследования показали дигенное или полигенное происхождение. В исследовании, проведенном Bouilly et al. 36% пациентов несли мутации в двух разных генах, в то время как Patino et al. и Танг и соавт. обнаружили как минимум два возможных варианта-кандидата в разных генах у 42% и 85% пациентов с ПНЯ соответственно, что свидетельствует о синергическом эффекте различных мутаций в нескольких генах.
Цель этого исследования состояла в том, чтобы идентифицировать варианты-кандидаты в генах, которые, возможно, связаны с недостаточностью яичников в когорте из 7 семей, пораженных ПНЯ.
Четырнадцать женщин из 7 семей с идиопатической ПНЯ были включены в исследование с октября 2019 года по сентябрь 2020.
Критерии включения: аменорея до 38 лет и ультразвуковые/аналитические признаки недостаточности яичников (ФСГ≥25 МЕ/л и/или АМГ≤0,1 нг/мл).
46,ХХ кариотип.
Контрольная группа: 100 женщин из программы донорства ооцитов. Все женщины имели кариотип 46,ХХ и без FMR1 премутации, а также имели нормальный овариальный резерв по УЗИ и отсутствие семейной истории ПНЯ Донорам ооцитов была проведена хотя бы одна контролируемая стимуляция яичников по стандартному протоколу (дозы гонадотропинов в соответствии с их характеристиками (количеством и массой антральных фолликулов)). Девяносто восемь доноров имели адекватный ответ на стимуляцию яичников, у двух из них был субоптимальный ответ, поэтому
они были исключены из контрольной группы. В итоге контрольную группу составили 98 доноров с нормальным овариальным резервом и отсутствием ПНЯ в анамнезе
Результаты
Всего у 14 женщин из 7 семей было выявлено идиопатическая ПНЯ. Средний возраст менархе составил 13,1 ± 1,0 года, а средний возраст на момент постановки диагноза ПНЯ составил 34,2 ± 2,3 года, будучи одинаковым внутри каждой семьи. Уровни АМГ и ФСГ были доступны только в индексе случаев, а среднее значение составило 0,04 ± 0,03 нг/мл для АМГ и 33,8±6,7 МЕ/л для ФСГ (таблица 1). После секвенирования образцов средняя глубина считывания составляла 100–180х и более 98% оснований были покрыты как минимум на 10-кратной глубине во всех образцах. После всего процесса фильтрации было определено окончательное количество вариантов-кандидатов. Все варианты были гетерозиготными, и пять семей несли два или более вариантов-кандидатов. На рис. 2 показаны семейные родословные с генами, идентифицированными в каждой семье.
В 2х семьях обнаружили варианты генов, ранее связанные с фенотипом ПНЯ (CSMD1 и ПИВИЛ3). Остальные гены-кандидаты (CASP2, XPC, RXFP2, ROBO1, HOXA1, VWF, TPM1, TTI2, NFKB2, VDR, MTNR1A, EFNA5, DLL1, JAG1, PTH1R, HSD3B1, SLC6A9, GLO1, PCM1 и DDX11) никогда не
сообщалось у пациентов с ПНЯ; тем не менее, они участвуют
в биологических функциях яичников или в делении клеток, апоптозе, репарации ДНК или процессах транскрипции, а также, в большинстве, экспрессируются в яичниках, ооцитах или гранулезных клетках.
Когда были проанализировали 22 гена-кандидата в 98 доноров ооцитов, составивших контрольную группу, не было найдено потенциально патогенных вариантов. Однако у двух доноров с субоптимальными результатами в циклах стимуляции, которые были исключены из контрольной группы, мы нашли один вариант-кандидат в гене PIWIL3 у первого донора (D1) и два варианта в генах VWF и CSMD1 у второго
донора (Д2) (табл. 2). У первого донора, несущего вариант гена PIWIL3, стимуляцию отменили на 7-е сутки в связи с низким развитием фолликулов после ежедневного приема 300 МЕ рФСГ. Во втором (с вариантами в VWF
и гены CSMD1) было извлечено только 5 фолликулов через 8 дней стимуляции 300 МЕ рФСГ.
В текущем исследовании выявлено 23 вероятно опасных генетических
вариантов в 22 генах (в основном, в яичниках, ооцитах или
гранулезных клетках), которые связанны с ПНЯ или, возможно, связанны с
физиологией яичников. Варианты еще не классифицированы как
патогенный, но как вероятно патогенные. Однако, как
в предыдущих исследованиях они были выбраны, потому что
они очень редки в общей популяции и in vitro оказывают пагубное влияние на функцию белка.
В пяти из семи случаев ПНЯ в семьях (71,4%), были идентифицированы два или более варианта в разных генах, предполагая полигенную этиологию ПНЯ в некоторых случаях.
Семейная точка интереса 1: CSMD1 и CASP2
CSMD1 представляет собой регуляторный белок комплемента, обогащенный на границе половых и соматических клеток как у мужчин, так и у женских гонад. Самки демонстрируют значительное снижение качества яичников и успешности размножения
Семейная точка интереса 2: XPC и RXFP2
Белок, кодируемый геном XPC, играет важную роль на ранних этапах эксцизионной репарации геномных нуклеотидов (НЕР). Он экспрессируется в яичниках и ооцитах, где он осуществляет тканеспецифическую репарацию ДНК.
Семейная точка интереса 3: ROBO1, HOXA1, VWF, TPM1 и PIWIL3
Предыдущие исследования показали, что путь SLIT/Roundabout (ROBO) участвует в формировании фолликулов. во время развития яичников плода. HOXA1 это фактор транскрипции, который преимущественно экспрессируется в ооцитах и необходим для фолликулогенеза и
регуляция экспрессии генов, специфичных для ооцитов, в мышь. Было предложено, чтобы VWF был связан с атрезией фолликулов у млекопитающих и, недавно, Ван и др. предложили VWF (яичниковый
маркер эндотелиальных клеток) как новый диагностический биомаркер
при возрастных заболеваниях яичников человека. TPM1 представляет собой белок, локализованный в цитоскелете клеток гранулезы.
участвует в регуляции роста фолликулов. Наконец, PIWIL3 играет важную роль в поддержании целостности генома в ооцитах млекопитающих и в недавнем исследовании был предложен в качестве причинного и
ген-кандидат первичной недостаточности яичников.
Семейная точка интереса 4: TTI2, NFKB2, VDR, MTNR1A, EFNA5,
JAG1, DL11 и VWF
Белок TTI2 является компонентом комплекса Triple T.
(TTT), который также включает белок, регулирующий длину теломер, и белок 1, взаимодействующий с TELO2. Комплекс TTT представляет собой
участвует в клеточной устойчивости к повреждению ДНК. С другой
стороны, ген NFKB2 кодирует субъединицу транскрипции
факторный комплекс и может играть роль в функции яичников.
Что касается гена VDR, мыши с нокаутом рецептора витамина D
не дают зрелых ооцитов, что указывает на то, что витамин D
имеет решающее значение для фолликулогенеза у мышей. Наличие D-рецептор (VDR) в тканях половых желез человека, а также
существование нескольких животных моделей показывает неблагоприятное репродуктивные исходы, связанные с отсутствием передачи сигналов VDR. Различные исследования показали, что витамин D и его рецепторы играет важную роль в женской репродукции. Ген MTNR1A кодирует одну из двух форм с высоким сродством рецептора мелатонина, основного гормона, секретируемого по шишковидной железе. Талпур и др. показали, что MTNR1нарушает нормальную физиологическую функцию
яичников за счет усиления фолликулярного апоптоза, ингибирования
пролиферации и влияя на гормональную сигнализацию, предполагая, что рецептор мелатонина 1 играет критическую роль в регуляция репродуктивной системы животных, особенно у фолликулярный рост. ЭфринА5 (EFNA5) — нейрогенный фактор; однако недавние открытия предполагают, что у него есть новая роль
в фертильности самок мышей.
Семейная точка интереса 5: PTH1R, HSD3B1, SLC6A9, GLO1
Гуо и др. [43] в 2019 г. показали, что паратгормоноподобный гормон (PTHLH) и его рецептор (PTH1R) играют важную роль в отборе куриных фолликулов, стимулируя клеточная пролиферация и стероидогенез. Таким же образом оно может иметь аналогичную функцию у людей. Фермент HSD3B1 играет решающую роль в биосинтезе всех классов гормональных стероидов, а стероидная сигнализация необходима для яичников, формирование примордиального фолликула. Данные позволяют предположить, что этот белок может играть роль в регуляции атрезии фолликулов у женщин в менопаузе.
Семейная точка интереса 6: PCM1
PCM1 является компонентом центриолярных сателлитов, необходимым для
правильная локализация различных центросомных белков и для присоединения микротрубочек к центросоме. Это показывает
высокий уровень экспрессии в семенниках и яичниках.
Семейная интересная точка 7. DDX11
Белок DDX11 представляет собой РНК-хеликазу, участвующую в соединении клеточных процессов, подверженные изменению вторичной РНК структуры и может стоять на стыке репарации ДНК, связанной с репликацией, и когезии сестринских хроматидов. Считается, что данный белок предполагает эмбриогенез, сперматогенез, рост и деление клеток.
