x染色體部分缺失常見嗎
本文轉自：中國科學報
文 ｜ 辛雨
隨著年齡的增長，男性不僅失去了頭髮、肌肉張力和膝關節軟骨，他們也開始失去細胞中的Y染色體。
科學家已經將Y染色體的消失與一系列疾病和更高的死亡風險聯絡起來，但目前還缺乏充分的直接證據。
7月14日，美國弗吉尼亞大學的研究人員在《科學》發表論文指出，在移除雄性小鼠的Y染色體後，這些小鼠比攜帶Y染色體的小鼠死得更早，這可能是因為它們的心臟變得更僵硬了。
未參與該研究的英國劍橋大學人類遺傳學家John Perry認為，這是迄今為止證明失去Y染色體對健康有害的最好證據。
Y染色體（右）可能是染色體中最短小的，但失去它可能會導致心臟衰竭和死亡。 圖片來源：NATHAN DEVERY
Y染色體只攜帶了71個基因，不及X染色體的1/10，這可能就是為什麼當細胞分裂時，這種染色體有時不能傳遞的原因。
分析血液樣本是檢測Y染色體缺失的最簡單方法。
研究人員發現，在大約40%的70歲老人和57%的93歲老人中，至少有部分白細胞缺少染色體，在一些老年男性中，超過80%的細胞可能缺少一條Y染色體。
細胞可以在沒有Y染色體的情況下存活和繁殖，但某些細胞中缺乏Y染色體的男性更容易患心臟病、癌症、阿爾茨海默病和其他與衰老有關的疾病。
該論文通訊作者之一、弗吉尼亞大學分子生物學家Kenneth Walsh表示，這種情況可能是美國男性壽命平均比女性短5年的一個原因。
為了測試移除Y染色體是否會損害健康，Walsh團隊對38只小鼠進行了骨髓移植。
他們使用CRISPR-Cas9基因編輯工具刪除了小鼠骨髓細胞中的Y染色體，然後將改變後的細胞插入骨髓被移除的年輕雄性小鼠中。
這種替換並沒有將Y染色體從受體中剔除，而是將白細胞中Y染色體的比例調至與許多Y染色體缺失的人的比例大致相同。
37只對照組小鼠也接受了骨髓移植，但保留了Y染色體。
研究人員對兩組齧齒動物進行了近兩年的跟蹤調查，發現缺乏Y染色體的小鼠更有可能在此期間死亡，其中只有約40%在移植後存活了600天，而對照組小鼠中約有60%存活了600天。
失去Y染色體的小鼠的心臟功能也較弱——大約15個月後，心臟的收縮強度下降了近20%。
此外，在缺失Y染色體的小鼠心臟中，堅韌結締組織建立，即所謂的纖維化過程激增。這種堆積物會使心臟變硬，削弱其泵血能力。
研究人員對小鼠進行的骨髓移植並沒有消除心肌細胞中的Y染色體，骨髓中產生的巨噬細胞卻“溜”進了心臟。
科學家發現，缺乏Y染色體的小鼠體內許多巨噬細胞開始促進纖維化，刺激心臟中的其他細胞出現更多的結締組織。
類似的情況也可能發生在人類身上，Walsh團隊從英國生物銀行中獲得了超過15000名男性的DNA和生存資訊。
他們發現，白細胞中Y染色體缺失40%的男性，死於迴圈系統疾病的可能性比染色體更豐富的男性高31%。
研究人員進一步分析與Y染色體缺失相關的死亡原因時發現，幾種心臟疾病，包括心力衰竭皆與之關係緊密。
Walsh表示，失去Y染色體會刺激心臟纖維化，導致心力衰竭和更早死亡。
“長期以來，研究人員一直低估Y染色體對健康的影響，因為它攜帶的基因很少，但有證據表明，缺少它會驚人地縮短壽命。”
然而，阿爾伯特·愛因斯坦醫學院心臟病學家Nikolaos Frangogiannis警告說，該結果並不能證實纖維化的增加會殺死小鼠，在缺失Y染色體的動物中，纖維化相當微妙。
齧齒動物的心臟衰弱沒那麼糟糕，也不會致命，這些小鼠可能死於其他一些與心臟相關的原因。
儘管如此，他也認為，該研究非常令人興奮，而且可能會對人們認識心力衰竭的方式產生重大影響。