• 제목/요약/키워드: 착상전 유전진단

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단일 유전자 질환에 대한 착상전 유전진단 (Preimplantation Genetic Diagnosis for Single Gene Disorders)

  • 이형송;김민지;강인수
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제6권2호
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    • pp.131-145
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    • 2009
  • 착상전 유전진단은 유전질환이 이환될 가능성이 있는 부부들을 대상으로 산전진단을 통한 임신중절의 위험성 없이 정상적인 아이를 가질 수 있게 도와주는 보조생식술의 한 방법으로 확립되었다. 단일 할구를 대상으로 하는 분자생물학 및 분자생물학적 기술의 발전은 착상전 유전진단의 정확성을 높은 수준에 이르게 하였고 whole genome amplification 방법을 이용함으로써 단일세포로부터 여러 가지 다양한 진단을 동시에 수행 가능케 하였으며 단일 유전자 질환에 대한 착상전 유전진단에서의 오진을 감소시킬 수 있었다. 따라서 PCR을 이용한 단일 유전자 질환에 대한 착상전 유전진단의 적용가능 유전질환은 더욱 확대될 것이며 건강한 아이의 출산을 원하는 더 많은 부부들에게 기회를 제공해 줄 것이다. 본 종설에서는 현재 단일유전자 질환에 대한 착상전 유전진단을 시행하는 대부분의 센터에서 시행하고 있는 생검 방법과 multiplex PCR, PCR 후 진단 방법, 그리고 multiple displacement amplification 등의 분자생물학적 방법과 단일 세포 분석에서의 문제점 등을 포함한 단일 유전자 질환에 대한 착상전 유전진단 전반에 관하여 논의할 것이다.

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골형성부전증의 착상전 유전진단을 위한 분자유전학적 방법의 조건 확립과 적용 (Establishment and Application of Molecular Genetic Techniques for Preimplantation Genetic Diagnosis of Osteogenesis Imperfecta)

  • 김민지;이형송;최혜원;임천규;조재원;김진영;송인옥;강인수
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제35권2호
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    • pp.99-110
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    • 2008
  • 목 적: 착상전 유전진단은 환아를 출산할 가능성이 높은 부부들에게 정상아의 출산 기회를 제공해주는 보조생식술의 하나로서 널리 시행되고 있다. 골형성부전증은 상염색체 우성 유전질환으로서 뼈와 피부를 구성하는 결합조직의 이상으로 뼈가 잘 부러지는 특징을 가지고 있으며, 질환의 95% 이상은 COL1A1 또는 COL1A2 유전자의 이상으로 발병한다고 알려져 있다. 본 논문에서는 골형성부전증 환자 2 가계를 대상으로 5 주기의 착상전 유전진단을 시행하여 임신에 성공한 사례에 대해 보고하고자 한다. 연구방법: 착상전 유전진단 수행 전에 환자의 단일 림프구에서 증폭성공률과 allele drop-out (ADO) rate을 확인하기 위하여 임상전 검사를 수행하였다. 각각 원인 돌연변이로 확인된 COL1A1 유전자 c.2452G>A와 c.3226G>A를 가지고 있는 골형성부전증 2 가계를 대상으로 5 주기의 착상전 유전진단을 시행하였다. 생검한 할구로부터 원인 돌연변이를 진단하기 위하여 nested PCR 후 HaeIII 제한효소를 이용한 restriction fragment length polymorphism (RFLP) 분석방법과 direct sequencing 방법을 이용하여 진단을 실시하였다. 결 과: Genomic DNA를 이용하여 COL1A1 유전자 검사를 해 본 결과 각 가계의 원인 돌연변이는 c.2452G>A와 c.3226G>A임을 재확인하였으며, 단일세포를 이용한 임상전 검사 결과 첫 번째 사례의 경우 94.2%의 증폭성공률과 22.5%의 ADO rate을 나타내었고, 두 번째 사례의 경우 98.1%의 증폭성공률과 1.9%의 ADO rate를 나타내었다. 착상전 유전진단 결과 첫 번째 사례의 경우, 3 주기의 착상전 유전진단에서 총 34개의 배아 중 31개의 배아에서 진단에 성공하여 91.2% (31/34)의 진단성공률을 나타내었고, 총 19개의 정상 배아 중 8개의 배아 (2.7개/배아이식)를 이식하였다. 세 번째 주기에서 임신에 성공하였고 제왕절개로 건강한 아이를 분만하였다. 두 번째 사례의 경우 2 주기의 착상전 유전진단을 시행하였으며, 총 19개의 배아 모두 진단에 성공하여 100.0% (19/19)의 진단성공률을 나타내었고, 총 11개의 정상 배아 중 4개 (2개/배아이식)의 배아를 이식하였다. 두 번째 착상전 유전진단에서 임신에 성공하였고, 건강한 아이를 분만하였다. 결 론: 착상전 유전진단을 통한 골형성부전증 환자 2 가계에서의 성공적인 임신과 출산은 국내에서 처음으로 보고되는 임상 결과로, 본원의 착상전 유전진단방법은 효과적이고 확실한 방법으로써 앞으로도 더 많은 단일 유전자 이상의 유전질환을 가진 환자들에게 적용하게 될 것이며, 이는 이와 유사한 유전질환을 가지고 있거나 유전질환의 이환 가능성이 있는 부부들에게 정상아의 임신과 출산의 기회를 더욱 많이 제공할 수 있을 것이다.

단일 유전자 이상에 대한 착상전 유전진단을 위한 단일 세포 PCR 방법의 신뢰성 (Reliability of the Single Cell PCR analysis for Preimplantation Genetic Diagnosis of Single Gene Disorders)

  • 최혜원;이형송;임천규;궁미경;강인수;전진현
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제32권4호
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    • pp.293-300
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    • 2005
  • 연구목적: 단일 유전자 이상에 대한 착상전 유전진단을 성공적으로 시행하기 위해서는 효과적이고 신뢰도가 높은 PCR 방법의 확립이 중요하다. 본 연구에서는 alkaline lysis와 duplex nested PCR 방법을 단일 림프구와 할구의 유전자 분석에 적용하여 그 효용성을 확인하고자 하였다. 재료 및 방법: 단일 유전자의 이상이 확인된 Duchenne muscular dystrophy (DMD), ornithine transcarbamylase (OTC) 결핍증과 epidermolysis bullosa (EB) 가계의 대상자들에서 채취한 단일 림프구와 공여 받은 배아의 할구를 이용하여 각각 PCR, restriction fragment length polymorphism (RFLP)와 direct DNA sequencing 분석을 시행하였다. 이러한 분석에서 유전자 증폭률 (amplification rate)과 두개의 allele 중에서 하나의 allele이 증폭되지 않는 allele drop-out (ADO) 빈도에 대해 살펴보았다. 결 과: 단일 림프구와 할구를 이용한 PCR 방법의 유전자 증폭률은 DMD에서 91.1%와 81.8%, OTC 결핍증에서 96.0%와 78.1%, EB에서 91.3%와 90.0%를 각각 나타냈으며, ADO 빈도는 OTC 결핍증에서 13.3%, EB에서 16.8%로 관찰되었다. 결 론: 본 연구에서 적용한 alkaline lysis와 duplex nested PCR 방법은 단일 유전자에 대한 착상전 유전진단에 성공적으로 적용할 수 있는 방법으로 생각되며, ADO 빈도를 최소화할 수 있는 효율적인 방법의 개발에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

염색체 이수성과 관련된 비정상적 임신이 예상되는 환자에서 착상전 유전진단의 결과 (Preimplantation Genetic Diagnosis for Aneuploidy Screening in Patients with Poor Reproductive Outcome)

  • 김진영;임천규;차선화;박수현;양광문;송인옥;전진현;박소연;궁미경;강인수
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제33권3호
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    • pp.179-187
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    • 2006
  • 목 적: 배아의 염색체 이수성은 착상실패나 자연유산과 관련되며 이는 고령이나 부부의 염색체 이상이 있는 경우 그 위험이 증가되어 습관성 유산이나 반복 착상실패 등 불량한 임신결과를 초래한다. 염색체 이수성에 대한 착상전 유전진단은 정상 염색체를 갖는 배아를 선별적으로 이식할 수 있으므로 이러한 환자들에서 효과적으로 적용될 수 있다. 이에 염색체 이수성에 대한 착상전 유전진단의 임상적 결과를 알아보고 어떠한 환자군에서 가장 큰 효용성을 얻을 수 있는지 알아보고자 하였다. 연구방법: 총 42명의 환자에서 77주기의 염색체 이수성에 대한 착상전 유전진단을 시행하였다. 환자군을 적응증에 따라 세 군으로 나누어 제 1군은 37세 이상이며 3회 이상 반복 착상실패를보인 경우 (11예, 평균 나이 42.2세), 제 2군은 3회 이상의 습관성 유산 및 이 중 1회 이상 염색체 이수성을 보인 경우 (19예, 평균 나이 38.9세), 제 3군은 터너 증후군이나 클라인펠터 증후군, 47,XYY 등 성염색체 이상이나 모자이시즘을 가진 환자였다 (18예, 평균 나이 29.6세). 착상전유전진단은 제1군과 2군에서는 13, 16, 18, 21, X, Y염색체에 대한 FISH를, 제 3군에서는 X, Y 및18 또는 17번 염색체에 대한 FISH를 시행하였다. 결 과: 총 530개의 배아에서 할구 생검이 가능하였고 FISH 진단 효율은 92.3%였다. 정상 배아의 비율은 각 군에서 $32.5{\pm}17.5%$, $23.0{\pm}21.7%$, 및 $52.6{\pm}29.2%$ (mean ${\pm}$ SD)였으며 제 3군에서 유의하게 높았다 (group II vs. III, p<0.05). 배아 이식은 51주기에서 시행하였으며 이식된 배아의수는 각각 $3.9{\pm}1.5$, $1.9{\pm}1.1$$3.1{\pm}1.4$개 (mean ${\pm}$ SD)였다. 임상적 임신율은 각 군에서 0%, 30.0% 및 20.0%로 제 2군에서 유의하게 높았다 (p<0.05). 전체적인 임신율은 19.6% (10/51)였고 자연유산율은 20% (2/10)였으며 유산된 경우의 염색체는 정상이었다. 쌍태아 1예를 포함하여 총9명의 정상아가 출생되었으며, 양수검사로 정상 염색체 핵형을 확인하였다. 결 론: 염색체 이수성에 대한 착상전 유전진단은 염색체 이수성과 관련된 불량한 임신예후가 예상되는 환자에서 유용하게 이용될 수 있으며, 특히 이수성과 관련된 습관성 유산이나 성염색체 이상에서 효용성이 있으며, 반복 착상실패에서는 착상에 관련되는 다른 원인들의 복합적인 영향으로 큰 효용성이 없는 것으로 생각된다.

삼핵산 반복서열 질환인 헌팅톤병, 척수소뇌성 운동실조증, X-염색체 취약 증후군의 착상전 유전진단 방법에 대한 연구 (Optimized Methods of Preimplantation Genetic Diagnosis for Trinucleotide Repeat Diseases of Huntington's Disease, Spinocerebellar Ataxia 3 and Fragile X Syndrome)

  • 김민지;이형송;임천규;조재원;김진영;궁미경;송인옥;강인수;전진현
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제34권3호
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    • pp.179-188
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    • 2007
  • 목 적: 본 연구에서는 삼핵산 반복서열 확장에 의해 발병하는 헌팅톤병, 척수소뇌성 운동실조증과 X-염색체 취약 증후군 등에 대한 착상전 유전진단을 시행하기 위한 전임상 검사에서 진단 방법을 최적화하는 과정을 통해 얻은 결과들에 대해 기술하고자 한다. 연구방법: 단일 림프구를 이용한 임상전 검사에서는 서로 다른 allele를 갖고 있는 환자의 단일 세포를 사용하였으며, 헌팅톤병과 척수소뇌성 운동실조증에서는 fluorescent semi-nested PCR 시행 후 fragment analysis를 수행하였다. X-염색체 취약 증후군의 경우 multiple displacement amplification (MDA) 방법을 이용한 whole genome amplification에서 얻어진 MDA 산물로 fluorescent PCR을 시도하였다. 결 과: 헌팅톤병의 경우 단일 림프구 시료 모두에서 CAG repeats 증폭에 성공하여 100.0%의 증폭성공률과 14.0% allele drop-out (ADO) rate를, 척수소뇌성 운동실조증의 경우 94.7%의 증폭성공률과 5.6%의 ADO rate을 나타내었다. X-염색체 취약 증후군의 경우 fluorescent semi-nested PCR 방법만으로는 단일 림프구 시료에서 CGG repeats이 증폭되지 않았지만, MDA 산물을 이용한 fluorescent PCR 결과 84.2%의 증폭성공률과 31.3%의 ADO rate을 얻을 수 있었다. 결 론: 본 연구를 통해 헌팅톤병과 척수소뇌성 운동실조증의 착상전 유전진단에는 fluorescent semi-nested PCR 방법의 적용이 가능함을 확인하였으며, X-염색체 취약 증후군의 경우에는 MDA를 이용한 fluorescent PCR 방법을 사용해야 함을 알 수 있었다. 유전자의 변이에 대한 분석이 쉽지 않은 단일 유전자 이상에 대한 착상전 유전진단의 경우 다양한 유전자 분석 방법을 이용한 단일 세포에서의 진단 방법의 최적화 연구가 필수적으로 선행되어야 할 것으로 사료된다.