Boy kısalığının genetik etiyolojisinin araştırılması
Investigation of genetic etiology of short stature
Yazar: ADAM NAJAFLI
Danışman: DOÇ. DR. BİRSEN KARAMAN ; DR. GÜVEN TOKSOY
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Boy = Body height ; Büyüme = Growth ; Dizi analizi-DNA = Sequence analysis-DNA ; Genetik = Genetics ; Hücre dizisi = Cell line

Özet:
Boy uzunluğunun 3. persantilin, boy uzama hızının 25. persantilin altında olması, öngörülen boyun hedef boya göre 8,5 cm veya daha kısa olması ve kemik yaşının kronolojik yaşa göre ileri (> 2 SD) olması gibi durumlar boy kısalığının tanımında yer alan başlıca kriterlerdir. Klinik olarak patolojik ve non-patolojik olmak üzere iki ana sınıf altında toplanan boy kısalıkları genetik olarak kromozomal, tek gen ilişkili ve multifaktoriyel olarak incelenmektedir. Birçoğu muayene sırasında klinik tanı alsa da kesin tanı amacıyla genetik etkeni bilinenlere sitogenetik ve moleküler testlerin yapılması gerekmektedir. 
Bu çalışmada klinik olarak idiyopatik boy kısalığı tanısı alan 189 olguda sitogenetik ve moleküler sitogenetik yöntemler kullanılarak genetik etiyolojinin araştırılması planlandı. Normal kromozom kuruluşu saptanan 41 olguda ilişkili 10 gen (GH1, GHR, GHRH, GHSR, IGF1, IGF1R, IGFALS, IGFBP3, SHOX ve STAT5B) ve çoğul hipofiz hormon eksikliği (ÇHHE) ile ilişkili 15 gen panel-gen testi ile Ion Torrent platformunda yeni nesil dizileme (YND) yöntemi ile incelendi. Beş olguda beş farklı gende (BMP4, GHR, IGSF1, LHX4 ve PROKR2) (biri boy kısalığı, dördü ÇHHE genlerinde) biri yeni, biri daha önce ilişkilendirilmiş ve üçü veri tabanlarında yer alan olmak üzere anlamlı olduğu düşünülen toplam beş varyant saptandı. Klinik öneme sahip olduğu düşünülen bu değişimler Sanger dizileme yöntemi ile doğrulandı ve segregasyon analizi yapıldı. Dört heterozigot değişimin ailedeki sağlıklı bireylerde de bulunduğu, homozigot değişim saptanan bir olguda ise ebeveynlerin heterozigot taşıyıcı oldukları gösterildi.  Türkiye'de boy kısalığı ile ilişkili ilk panel-gen test uygulaması olan çalışmamızın etiyolojide rol oynayan genetik faktörlerin açıklanmasına, fenotip-genotip ilişkilerin açıklanmasına ve özgün genetik danışmaya katkı sağlaması beklendi. Boy kısalığının geniş bir genetik spektruma sahip olması nedeniyle hedefli panellerle çalışmanın araştırmada yeterli olmadığına, bu tür incelemelerin indeks olgu ve ebeveynleri içeren, sağlıklı kontrol grubuyla paralel olarak tüm ekzom veya tüm genom dizileme çalışmaları ile yapılmasının daha doğru bir yaklaşım olacağı kanaatine varıldı.

Anahtar Kelimeler: boy kısalığı, genetik, yeni nesil dizileme

Abstract:
The main criteria of short stature are: height below 3rd percentile, growth rate below 25th percentile, height being 8.5 cm shorter than the target stature, and the bone age being older than the chronological age (>2 SD). Short stature is divided into two categories as being clinically pathological and non-pathological, and are further divided into subgroups associated with different level of genetic factors such as chromosomal, single gene and multifactorial. Although many of the cases are clinically diagnosed during physical examination, cytogenetic and molecular tests are recommended if genetic cause is expected.
In this study, we aimed to elucidate the genetic etiology of 189 clinically diagnosed short stature patients. All of the patients are first evaluated with cytogenetic analysis that followed with molecular tests for the cases with normal karyotypes. Molecular test compromised of the investigation of 10 genes associated with short stature (GH1, GHR, GHRH, GHSR, IGF1, IGF1R, IGFALS, IGFBP3, SHOX and STAT5B) and 15 genes associated with combined pituitary hormone deficiency (CPHD) packed as panel-gene on Ion Torrent platform. Five different variants in five cases expected to have significant clinical impact (BMP4, GHR, IGSF1, LHX4 and PROKR2) are identified. Only one of those was previously associated, three were rare variants annotated in databases and one was novel.  Mutations that were thought to have clinical importance are confirmed by Sanger sequencing. Segregation studies had revealed that four of the heterozygous alterations were also identified in healthy family individuals and one homozygous change was shown to be inherited from heterozygous parents. Our panel-gene test for short stature was in-house designed for the first time in Turkey and our findings are expected to elucidate genetic factors that play a role in the etiology of this phenotype, to reveal genotype-phenotype correlations and to contribute to the personalized genetic counseling. Since short stature has a high genetic heterogeneity, we determined that gene panel is not competent and that proper approach should be to investigate index individuals, their parents and healthy controls by means of whole exome or whole genome sequencing.

Key Words: short stature, genetic, next generation sequencing