UPD是何意思?全面解析单亲二体(Uniparental Disomy)的概念与临床涵义
在遗传学中,“UPD”代表的是单亲二体(Uniparental Disomy)。这一术语指的是个体的两条同源染色体均来自同一亲代,而另一亲代的相关基因则未被遗传。UPD的发生可能影响基因表达和临床表型,其广泛的医学意义使得这一概念在遗传学研究和临床诊断中日益受到关注。
UPD的基本概念
UPD的现象最早由遗传学家Eric Engel于1980年提出。根据不同的来源,UPD可以分为单亲同二体(isodisomy)和单亲异二体(heterodisomy)。前者表示两个相同的染色体来自同一个亲代,后者则是两个不同的同源染色体(但仍来自同一亲代)。UPD可以是针对染色体的某一片段发生,也可以涉及整条染色体。其对临床表型的影响主要取决于是否涉及遗传印记区域或者是否导致隐性遗传病的出现。
UPD的临床意义
UPD在多数染色体上并不会表现出明显的临床表型。然而,对于某些特定的染色体,如第6、7、11、14、15和20号染色体,其UPD的发生可能因基因印记差异等缘故而导致表型异常。例如,母源性UPD15与Prader-Willi综合征(PWS)相关,父源性UPD15则与Angelman综合征(AS)相关。
1. Prader-Willi综合征(PWS)
PWS是一种因15号染色体母源性单亲二体引起的疾病,其表现包括肌张力低下、发育迟缓及儿童期肥胖等临床特征。
2. Angelman综合征(AS)
AS则是因15号染色体父源性单亲二体导致的,表现为严重的智力障碍、失语以及愉快的性格等。
UPD的形成机制
UPD通常是由减数分裂或有丝分裂经过中的染色体不分离现象引起的。具体而言,减数分裂中的不分离会导致一特点别的两个同源染色体遗传给后代,而在后续的有丝分裂中,可能通过自救机制调节染色体拷贝数,形成UPD。
1. 减数分裂不分离
减数分裂经过中的不分离,包括在第一次减数分裂时的同源染色体无法分开,或在第二次减数分裂时姐妹染色单体无法分离,都可能导致UPD的形成。
2. 有丝分裂自救
在形成的三体或单体缺体合子情况下,可能通过选择性丢失一条染色体或复制剩余的染色体来形成UPD。
UPD的流行病学与诊断
UPD的发生率约为1/2000。而某些携带特殊染色体结构的个体,尤其是罗伯逊易位携带者,其UPD的风险显著增加。基于现代基因组学与生物信息学的提高,多种检测技巧被应用于UPD的识别,包括短串联重复序列(STR)分析、SNP阵列分析、外显子组与全基因组测序等。
1. STR标记
STR分析能够通过对遗传多态性的研究提供UPD的强有力证据,尤其在缺乏父母样本的条件下仍可进行初步筛查。
2. SNP阵列
SNP阵列分析被广泛应用于全基因组范围内的UPD检测,由于其在同源UPD的检测中表现优越,能通过识别宏观同源区(ROH)提示潜在UPD。
3. 外显子组测序
外显子组的深度测序能够识别特定DNA区域的突变,从而揭示可能的UPD现象。
UPD,即单亲二体,体现了染色体遗传中复杂而微妙的机制,其在基础遗传学和临床医学中的重要性愈加突出。了解UPD的概念及其临床应用,不仅对遗传疾病的诊断与治疗具有重要意义,也为今后的研究指明了路线。因此,继续深入探讨UPD的形成机制、临床表现及流行病学特征,将有助于推进遗传学领域的提高。