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Clonal X-inactivation analysis of human tumours using the human androgen receptor gene (HUMARA) polymorphism: A non-radioactive and semiquantitative strategy applicable to fresh and archival tissue

Northwestern University, Evanston, Illinois, United States
Molecular and Cellular Probes (Impact Factor: 1.86). 07/1997; 11(3):217-28. DOI: 10.1006/mcpr.1997.0099
Source: PubMed

ABSTRACT Assessment of clonality of cellular proliferations is important in experimental and clinical cancer research. X-chromosome inactivation studies are widely used to assess clonality, but most assays require relatively large amounts of high molecular weight DNA. Two PCR-based strategies, the phosphoglycerate kinase (PGK) and the human androgen receptor (HUMARA) clonality assays allow studies of small tissue samples. The HUMARA assay was adapted to non-radioactive analysis taking advantage of an automated sequencer providing high resolution of alleles and immediate quantitation. This assay was validated by comparison with X-inactivation patterns obtained by Southern analysis with the probes M27 beta and PGK. Fifteen gastrointestinal carcinomas, 25 benign goiter nodules and normal peripheral leukocytes of 27 individuals (12 who were under 15 years and 15 over 80 years) were analysed. Furthermore, DNA extracted from formalin-fixed paraffin-embedded tissue (FPT) was analysed with the two PCR-based methods and compared with X-inactivation patterns determined by Southern analysis of high molecular weight (HMW) DNA. This modified HUMARA assay is reliable in most patients; as with other clonality assays, constitutive skewing in normal tissue precludes clonal analysis in some individuals. Extremely skewed X-inactivation patterns were found in normal peripheral leukocytes of 7 out of 15 old females (over 80 years) and in 1 of 12 of the young females tested (under 15 years). Comparison of results obtained with HMW and FPT DNA yielded consistent results for the HUMARA assay whereas the PGK PCR assay was much less reliable. The HUMARA assay thus permits studies of selected areas of tissue sections without significant stromal components, allowing correlation of histological and genotype findings in fresh and archival specimens.

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Available from: Bettina Borisch, Jun 16, 2015
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    ABSTRACT: We present a case of a de novo Xq22.1 chromosomal terminal deletion discovered prenatally by conventional cytogenetics. The pregnancy resulted in the birth of a normal girl. Preferential inactivation of the abnormal X was demonstrated postnatally. Fluorescence in situ hybridization (FISH) demonstrated a terminal Xq deletion spanning Xq22.1 -->qter. An X painting probe ruled out a translocation. The deleted X chromosome was determined to be of paternal origin. The girl is now 4 years old with normal physical and psychomotor development. X chromosomal deletions are infrequent findings in prenatal diagnosis and present a difficult counseling challenge when they occur. Prenatal X-inactivation studies provide an opportunity for more informative genetic counseling when a de novo X chromosome deletion is detected.
    Genetic Testing 02/2006; 10(4):272-6. DOI:10.1089/gte.2006.10.272 · 1.65 Impact Factor
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    ABSTRACT: Die X-chromosomal gebundene Adrenoleukodystrophie stellt eine vererbte Störung der peroxisomalen ß-Oxidation von Fettsäuren dar, die zu einer Akkumulation von überlangkettigen Fettsäuren in allen Körperflüssigkeiten führt. X-ALD wird durch Mutationen im ALD-Gen verursacht, welches ein peroxisomales Membranprotein aus der Superfamilie der ABCTransporter (ATP-binding cassette) kodiert. Die Erkrankung führt zu einer fortschreitenden Demyelinisierung des ZNS, einer peripheren Neuropathie sowie adrenokortikaler Insuffizienz. Es findet sich jedoch eine sehr hohe Variabilität phänotypischer Verlaufsformen. Aus bislang unklaren Gründen zeigt ein Großteil der heterozygoten Überträgerinnen - im Gegensatz zu der überwiegenden Mehrzahl anderer X-chromosomal vererbter Erkrankungen - sowohl die biochemischen als auch die klinischen Merkmale einer X-ALD in abgemilderter Form. Zur Erklärung dieses Phänomens sollte die Untersuchung der X-Inaktivierung heterozygoter Überträgerinnen beitragen, da in der Vergangenheit postuliert wurde, daß eine zugunsten des mutierten ALD-Allels verschobene X-Inaktivierung (mit-)verantwortlich sei für das Auftreten erhöhter Konzentrationen überlangkettiger Fettsäuren und neurologischer Symptome bei ALDÜberträgerinnen. Zur Untersuchung der X-Inaktivierung wurde der hochinformative Androgenrezeptor-Test etabliert und in einigen Punkten modifiziert und verbessert. Das Testprinzip beruht auf der PCRAmplifikation eines hochpolymorphen CAG-Repeats im Exon 1 des Androgenrezeptor-Gens nach einer Inkubation von genomischer DNA mit methylierungssensitiven Restriktionsenzymen. Die Verwendung eines fluoreszenz-markierten Primers in der PCR ermöglichte eine präzise automatisierte Auswertung mittels Fragmentanalyse. Neben einer Bestimmung der überlangkettigen Fettsäuren im Plasma wurde der Heterozygotenstatus der ALD-Überträgerinnen durch eine Mutationsanalyse des ALD-Gens eindeutig belegt. Dabei konnten in allen 15 untersuchten Familien Mutationen im ALD-Gen identifiziert werden. Bei 8 Familien fanden sich neue, bislang unveröffentlichte Mutationen. Das Mutationsspektrum umfaßte 10 Missense- (67 %), zwei Nonsense- (13 %), zwei Splice-Site- Mutationen (13 %) und eine Frameshift-Mutation (6 %). Die X-Inaktivierungsmuster in Leukozyten heterozygoter ALD-Überträgerinnen wurden erstmals im Vergleich zu einem verwandten und einem nicht-verwandten Kontrollkollektiv untersucht. Bei 7 von 22 Überträgerinnen (32 %) zeigte sich eine ausgeprägte Verschiebung der X-Inaktivierung (Skewing) zugunsten eines Allels (> 80:100). Im Gegensatz dazu war ein ausgeprägtes Skewing weder bei den Nicht-Überträgerinnen aus ALD-Familien noch bei den Kontrollen zu beobachten. In diesen Gruppen fanden sich nur random X-Inaktivierung und mildes Skewing zu annähernd gleichen Teilen. Bei beiden Gruppen glich die Verteilung der XInaktivierungsmuster einer Gauss’schen Normalverteilungskurve. Die Unterschiede zwischen ALD-Überträgerinnen und unverwandtem Kontrollkollektiv erwiesen sich als statistisch hochsignifikant. Eine Korrelation zwischen dem Grad der X-Inaktivierung in Leukozyten heterozygoter ALDÜberträgerinnen und deren biochemischen Parametern (Konzentration überlangkettiger Fettsäuren im Plasma) war nicht nachweisbar. Unsere Daten belegen, daß das häufige Auftreten einer Verschiebung der X-Inaktivierung zugunsten eines Allels bei ALD-Überträgerinnen mit dem mutierten ALD-Allel in Zusammenhang steht und wahrscheinlich durch Selektionsmechanismen verursacht wird. Diese Selektionsmechanismen wirken nach dem primären X-Inaktivierungsprozeß. Andere sekundäre Einflußvariablen wie Alter oder genetische Faktoren des X-Inaktivierungsprozesses selbst wurden mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen. Anhand von Transkriptanalysen in kultivierten Fibroblasten konnte darüberhinaus gezeigt werden, daß einerseits eine Selektion zugunsten des Wildtyp-Allels, andererseits jedoch auch eine Selektion zugunsten des mutierten Allels vorkommt. Der bislang in der Literatur postulierte Selektionsvorteil des mutierten ALD-Allels wird somit in Frage gestellt.
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    ABSTRACT: Recurrent spontaneous abortion (RSA) defines as two or more consecutive losses at < or = 20 weeks of gestation and affects an estimated 1 of every 100 couples wishing to have children. However, it remains a poorly understood phenomenon. Recent reports observed a significant association between highly skewed X chromosome and RSA, supporting that X chromosome inactivation might be an important and previously unknown cause of RSA. X-inactivation pattern, using polymeric X-linked women with idiopathic RSA and 80 control subjects with a single successful pregnancy and no history of spontaneous abortion. The ratio of heterozygotes was 68.2% (45/66) in women with RSA and 67.5% (54/80) in control group. Among 45 informative RSA cases, only 1 (2.2%) woman showed extreme skewed X inactivation (> or = 90%) and 4 (8.9%) had mild skewed inactivation (> or = 85%). In 54 heterozygous control subjects, 5 (9.3%) women showed extreme skewed X inactivation and 7 (13.0%) had mild one. The frequency of skewed X inactivation between RSA patients and control group was not significantly different (p>0.05). This finding suggests that skewed x chromosome be not associated with unexplained RSA patients.
    Journal of Korean Medical Science 04/2004; 19(2):258-62. DOI:10.3346/jkms.2004.19.2.258 · 1.25 Impact Factor