שקופית 1

תמליל

1 הכנס התשיעי ע"ש ד"ר חנוך האגר פרופ ירדנה טננבאום-רקובר מנהלת היחידה האנדוקרינית לילדים מרכז רפואי העמק, עפולה 13 במרץ 2013

2

3 תאור מקרה נערה בת 15 שנים מופנית לברור אל-וסת ראשונית הורים בני דודים ממוצא ערבי- מוסלמי במשפחה: אבא נשא של אנמיה חרמשית ואימא נשאית של β-thalassemia אח עם תסמונת די-ג'ורג ו- 2 אחים בריאים מעברה: הפרעה פרכוסית ליקויי למידה אגנזיס של כליה שמאלית

4 תיאור מקרה- המשך.. קריוטיפ 46,XX רמות גונדוטרופינים מוגברות Time GnRH Test LH FSH 146 >150 >150 >150 בדיקת אולטראסאונד: לא הודגמו רחם ושחלות :MRI לא הודגמו רחם ושחלות, נרתיק שאריתי רמות (AMH) Anti-mullerian hormone לא מדידות

5 תיאור מקרה: אח של מקרה 1 וב- αd 3 בן 18 שנים ידוע על היפופראתירואידיזם מינקות מטופל בתכשירי סידן מום לבבי regurgitation VSD, Aortic ברור גנטי: Di-George syndrome -22q.11 del נשא של β-thalassemia קריוטיפ: 46, XY איחור בהתבגרות מינית GnRH test FISH- 22q.11 del Time 0 LH 32.1 FSH

6 סכום הממצאים: 2 אחים עם אי ספיקה גונדאלית ראשונית אחות עם אגנזיס של כיליה שמאלית אגנזיס/היפופלזיה של מיבנים מילריאניים אח עם תסמונת Di-George q del

7 ו יּ אמ ר א ה ים, נ ע שׂ ה אָד ם בּ צ ל מ נוּ כּ ד מוּת נוּ ; ו י ר דּוּ ב ד ג ת ה יּ ם וּב עו ף ה שּׁ מ י ם, וּ ב בּ ה מ ה וּב כ ל- ה אָר ץ, וּב כ ל- ה ר מ שׂ, ה ר מ שׂ ע ל- ה אָ ר ץ. ו יּ ב ר א א ה ים א ת-ה אָד ם בּ צ ל מו, בּ צ ל ם א ה ים בּ ר א א תו : ז כ ר וּנ ק ב ה, בּ ר א א ת ם". (בראשית, כז, פרק א) ו יּ פּ ל י הו ה א ה ים תּ ר דּ מ ה ע ל- ה אָד ם, ו יּ ישׁ ן ; ו יּ קּ ח, אַח ת מ צּ ל ע ת יו, ו יּ ס גּ ר בּ שׂ ר, תּ ח תּ נּ ה. ו יּ ב ן י הו ה א ה ים א ת-ה צּ ל ע א שׁ ר- ל ק ח מ ן- ה אָד ם,ל א שּׁ ה; ו י ב א ה, א ל- ה אָד ם. ו יּ אמ ר, ה אָד ם, ז את ה פּ ע ם ע צ ם מ ע צ מ י, וּב שׂ ר מ בּ שׂ ר י; ל ז את י קּ ר א א שּׁ ה, כּ י מ א ישׁ ל ק ח ה-זּ את. ע ל-כּ ן, י ע ז ב-א ישׁ, א ת- אָב יו, ו א ת-א מּו ; ו ד ב ק בּ א שׁ תּו, ו ה י וּ ל ב שׂ ר א ח ד". (בראשית,כא, פרק ב)

8 ? או Y מי קובע את המין -האם כרומוזום X קלווין ברידג'ס: מחקר בזבוב הפירות (דרוזופיליה) הוכיח קשר בין הכרומוזומים לבין מין הזוויג נמצא שמספר כרומוזומי ה- X קובע את המין: X X נקבה, X בודד זכר מכיוון שהן לזבוב והן לאדם יש כרומוזום X וכרומוזום Y הוא הסיק שגם מינו של האדם נקבע לפי מספר כרומוזומי ה- X

9 טעות בספירה- או 48 כרומוזמים? 47 האנס פון וינוואטר (ציטולוג אוסטרי) בשנת : 1912 היה חלוץ בשימוש ברקמות תאים טריות הוא ספר 47 כרומוזומים בזכרים ו- 48 בנקבות המסקנה שלו: X גם בבני אדם המין נקבע לפי מספר כרומוזומי ה- לנקבה יש 2 כרומוזומי X ולזכרים כרומוזום X בודד טעות נגררת...

10 הגילוי שלאדם יש 46 כרומוזומים בשנת 1956 לראשונה נספרה ברקמת ריאה מעובר אדם 46 כרומוזומים [אלברט לוואן Albert Levan מאוניברסיטת Lund בשוודיה (בוטניקאי וגנטיקאי)] Tjio JH, Levan A. The chromosome number of man. Hereditas 1956; vol. 42, pages 1-6

11 גילוי של גופיפי באר מורי בר ( ) Murray Barr נוירולוג מאוניברסיטת Western Ontario בקנדה- קצין רפואה בגמלאות מחיל האוויר המלכותי הקנדי (נלחם באנגליה במלחמת העולם השנייה ( התעניין בחוש ההתמצאות של יוני דואר וחקר זאת באמצעות תאי עצב. לאחר המלחמה קבל מלגה של $400 מחיל האוויר הקנדי לחקור את חוש ההתמצאות בחתולים זכה בפרס נובל ברפואה

12 גילוי של גופיפי באר גילה גוש שחור בתוך גרעין התא ומצא שהגוש קיים רק בתאים של נקבות על שמו נקרא גופיף באר (גופיף בּ אר הינו אחד משני כרומוזומי ה- X שבתאי נקבות היונקים, אשר נדחס ופעילותו נבלמת בשלב מוקדם של ההתפתחות העוברית (

13 גילוי שכרומוזום X נוסף לא קובע את מין העובר [ [קריוטיפ 47XXY JACOBS PA & STRONG JA מצאו בחולה זכר עם תסמונת קליינפלטר (JACOBS PA, STRONG JA, A case of human intersexuality having a possible XXY sex-determining mechanism Nature, 1959 ).

14 גילוי שכרומוזום Y קובע את המין PA, JACOBS ו- STRONG JA ב מדווחים: כרומוזום Y הוא שקובע את המין אם קיים כרומוזום Y העובר זכר אם לא קיים העובר יתפתח לנקבה

15 איזה גן על כרומוזום Y אחראי על קביעת המין? חיפוש הגורם שקובע את התמיינות הגונדה לאשך TDF,Testis-determining factor

16 ? האם הפקטור DP1007 DP1007 David Page מקמברידג' מסציוסט בשנת 1987 מצא בגבר עם טרנסלוקציה של 22:Y רצץ של DNA שהוא כינה בקביעת המין הזכרי. ) המאמר פורסם ב- ( TIME ותפקידו הגן DP1007 התאים במבנה שלו לפקטור שעתוק אשר תפקידו לפעול כמתג מולקולארי להפעלה או השתקה של גנים. וכונה Zinc Fingers Y- ZFY (Page D., The sex-determining region of the human Y chromosome encodes a finger protein. Cell, 1987)

17 Sex determining Region Y גילוי מקטע -SRY פיטר גודפלו ורובין לוול-בדג' (גנטיקאים בריטים) גילו את המקטע SRY- בשנת 1990 כדי להוכיח את התיאוריה ש- SRY קובע את המין הוזרק המקטע SRY לביציות מופרות של עכבר שהוחזרו לעכברות פונדקאיות מתוך 93 צאצאים אחד נשא צירוף של SRY + XX ואכן התנהג כזכר (היה בעל אשכים וקיים מצוות פרו ורבו..), למרות שהיה עקר (1990 (Nature,

18 כרומוזום Y ומקטע SRY

19 גנים המקודדים על כרומוזום Y

20 תיאורית ברירת המחדל Alfred Jost (אנדוקרינולוג צרפתי ( במחקרים שלו הוא הוציא מהרחם את הגונדות של עוברי ארנבת לפני התמיינותן וגילה שכל העוברים ללא קשר לסוג הכרומוזומים שלהם התפתחו כנקבות עם אברי מין פנימיים וחיצוניים נקביים. מסקנה : להתפתחות המין הזכרי יש צורך בגונדות בעוד שהנקבה הינה ברירת מחדל של הטבע

21 תיאוריית ברירת המחדל SRY ב ה ע ד ר SRY

22 Mutations of AMH and AMH-R

23 התמיינות של אברי מין חיצוניים בזכר: ההורמון דיהידרוטסטוסטרון המיוצר מהטסטוסטרון אחראי להתפתחות איבר המין הזכרי, פרוסטאטה ושק האשכים בנקבה: בהעדר ההורמון הזכרי מתפתחות השפתיים, חלק תחתון של הנרתיק והדגדגן

24 הפרעות בהתמיינות כתוצאה מעודף הורמון זכרי שגשוג מולד של האדרנל דרגות שונות של זכריות באברי המין החיצוניים של הנקבה בתלות בחומרה של ההפרעה

25 מה קורה בחסר של אחד מכרומוזומי X? מדוע בנות עם חסר כרומוזום X לוקות בעקרות? כנראה יש חשיבות גם לכרומוזום X הנוסף!

26 האם מקטע SRY הוא כל הסיפור??? שחלה אשך

27 Genetic Sex - Genes in Mammalian Sex Determination SRY SRY WT1 SF1 DAX1 SOX9 LHX1 SRY WT1 SF1 DAX1 SOX9 LHX1 EMX2 DMRT1 M33 GATA4 LHX9 VNN1 FGF9 WNT4 FOXL2 CXorf6 R-spondin1 (RSPO1)

28 גילוי גנים שמעורבים בהתפתחות האשכים והשחלות שלא מקודדים על כרומוזומי המין אורוגניטל סינוס- המקור העוברי של מערכת הפריון ומערכת השתן SF1 WT1 LHX1 EMX2 LHX9 גונדה לפני התמיינות SRY SOX9 SF1 FGF9 אשך WNT4 DAX1 FOXL2 RSPO1 שחלה

29 גנים המעורבים בהתפתחות השחלה RSPO1 תיאור משפחה בה הגברים בעלי קריוטיפ 46,XX עם אשכים. נמצאה מוטציה של חוסר תפקוד בגן )R-SPONDIN1 2006) מסקנה: תפקיד של הגן RSPO1 לדכא את התפתחות האשכים

30 גנים המעורבים בהתפתחות האשך SRY SOX9 FGF9 רק 10% מ- sex reversal נגרמים כתוצאה ממוטציות ב- SRY מוטציות מסוג loss-of-function ב-,SOX9 הגן שמופעל ע"י, SRY גורמות ל- Sex reversal Over expression של SOX9 גרם להיפוך מנקבה לזכר מכאן ש- SOX9 יכול להחליף את ה- SRY

31 תפקיד הזכר להרבות את הגנים שלו? מי הזכר עם מספר הצאצאים הגדול ביותר? ( 16 מיליון גברים נושאים את כרומוזום Y של ג ינגס חאן 1162 (יליד

32

33 האם כרומוזום Y הולך ונעלם? מה מספר הגנים המקודדים על כרומוזומי המין?

34 מה הסיבה שכרומוזום Y קטן עם השנים?

35 מנגנון ההישרדות של כרומוזום Y לכרומוזום Y יש מנגנון לשכפול עצמי

36 המודל העכשווי

37 The Human Pathway Is Sensitive to Gene Dosage XX sex reversal Duplication Of: SOX-9 Haploinsuficiency of: WNT-4 (mouse) FOXL-2 (goats) R Sondin1 (Human) XY sex reversal Duplication Of: DAX-1 WNT-4 (1p) Haploinsuficiency of: SOX-9 WT-1 SF-1 DMRT-1 (9p), FGF-9

38 תיאוריית ה- Z הגונדה הביפוטנאציאלית היא שדה קרב בין 2 שני מסלולים מנוגדים ופעילים שנלחמים על הבקרה של הגנים האחראים על ההתמיינות המינית כאשר קיים כרומוזום Y המקטע SRY משפעל את המסלול ליצירת אשכים ע"י הפעלת גנים ספציפיים ומדכא את המסלול להתפתחות השחלות בהעדר מקטע SRY וכאשר קיימים 2 כרומוזומי X קיים פקטור נקבי Z שמפעיל את המסלול ליצירת השחלות ומדכא את המסלול להתפתחות האשכים

39 תיאוריית ה- Z שחלה אשך DiNapoli, L. et al. Mol Endocrinol 2008; 22:1-9

40 מיהו פקטור Z? Duplication of 1p, which includes both WNT4 and RSPO1 promote the ovarian fate and block testis development. Both act through the WNT- β-catenin pathway. Over expression of β-catenin causes male-to female sex reversal Human Molecular Genetics,2008,19:2949

41 בחזרה למקרה:

42 מה אנחנו יודעים על הגן (LHX1)?Lim1 Located at 17q11.2-q12 Involved in kidney organogenesis Deletion of LHX1 in mouse cause: anencephalic phenotype, animal lacking anterior head structures, kidneys and gonads LHX1 null female mice lack uterus and oviduct but ovaries were unaffected LHX1 is required for the nervous system and female reproductive tract development

43 בחזרה למקרה: (Gene map locus 11p13-p12) LHX1 נמצאה מוטציית שחלוף שלא מוכרת בספרות אצל שני האחים בגן LIM1 באקסון (c.g1156a) 5,G386S השינוי נמצא במצב הטרוזיגוטי. בבדיקת המוטציה במשפחה: אימא הטרוזיגוטית ושני האחים הצעירים הטרוזיגטים אבא בריא

44 Microarray-based Comparative Genomic Hybridization ציפ גנטי CGH) (Array

45 Array-CGH in Mayer-Rokitabsky-syndrome(MRKH) 56 women with MRKH: Three region were found: 1q2.1, 17q12, 22q11.21 (Leidig et sl., 2010, Fertil Steril). No mutations were identified in the LHX1 gene. Tow women with micro deletion at 17q12 The candidate genes are TCF2 (MODY5, HNF-1β) and LHX1 (Benardini et al., Orphanet j of rare diseases, 2009).

46 1 בדיקת סקירה באמצעות הצ'יפ מסוג CGH מקרה בסיסים ללא ממצא של חסר של מעל בסיסים או תוספת מעל

47 בדיקת סקירה באמצעות הצ'יפ מסוג -CGH מקרה 2 ממצא של חסר בכרומוזום 22 בנוסף: בכרומוזום 6 תוספת שקיימת רק אצל מקרה 2 (מכיל את הגנים הבאים: (FMF120B, TBP, PDCD2, DLL1, LOC154449, PSMB1) באזור חסר בכרומוזום 19 בשני האחים נמצא הגן ZNF826 בדיקת כמותית של החומר הגנטי בגן ZNF826 לא הראתה ירידה בכמות החומר הגנטי

48 בחזרה למקרה: הוחל במתן תכשירי אסטרוגן עם קידום בסימני מין משניים מתן פרוגסטרון גרם לדימום וסתי אולטראסאונד חוזר הדגים רחם באורך 6 ס"מ. לא הודגמו שחלות.

49 Whole Exome Sequencing מקרה 1: נמצאה מוטציה הומוזיגוטית בגן- ) Mini chromosome complex component 8 - MCM8 הגן MCM8 ממוקם ב- 20p13-p12.3 ומכיל 19 אקסונים מה התפקיד שלו? DNA repair during gametogenesis

50 מה תפקיד הגן?MCM8 MCM8 knockout mice are sterile because the spermatocytes are blocked in meiotic prophase I. Female mice have arrested primary follicles and develop ovarian tumors. (Lutzmann et al., Molecular cell, 2012) MCM8 SNPS were found to be associated later menopause in women (Schuh-Huerta et al.,hum Genet 2012)

51 GnRH test Time LH FSH 0 < MCM8 gene mutation לאן מכאן?

52 סיכום : בשנת 1956 גילוי שלאדם יש 46 כרומוזומים בשנת 1959 נמצא שכרומוזום Y קובע את מין הילוד בשנת 1990 נמצא מקטע SRY אחראי על הפיכת הגונדה לאשך בשנת 1990 תאוריית ברירת המחדל בשנת 1995 גילוי של גנים אוטוזומים נוספים שלא נמצאים על גבי כרומוזום Y ויש להם תפקיד בקביעת המין ) SOX9, WT1, SF1, (LHX1, DAX1 בשנת 2006 התגלו מספר גנים שאחראים על התפתחות השחלות : RSPO1, FOX2 בשנת 2008 תיאוריית ה- Z מאבק בין המינים? פקטור Z עדין לא זוהה

53

54 תודה על ההקשבה