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什么是Y染色体丢失?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-07-19 10:44:49

虽然很多答案都涉及到这个问题的进化方面,但这里的重点是Y染色体的累积损失对男性寿命的不利影响。最近的研究表明了潜在的机制。

Y染色体

在男性寿命的背景下,随着年龄的增长,Y染色体显著减少。一个因素是Y染色体的基因少于X染色体的10%,当细胞分裂时,Y染色体有时无法传递下去。这反过来又与冠状动脉疾病和结肠癌密切相关。来自各种研究的数据发现,大约40%的70岁老人和57%的93岁老人的一些白细胞中存在Y染色体缺失。例如,在2014年一项针对1153名老年男性的研究中,Y染色体丢失(LOY)影响了该队列中8.2%的受试者,这些患有LOY的男性的中位生存时间缩短了5.5年。

外周血中Y染色体的马赛克丢失与较短的生存期和较高的癌症风险有关。现在,一项新的研究证实,LOY会损害心脏,可能还会损害其他器官,并可能会缩短男性的寿命,揭示了这种相关性的原因。到目前为止,还没有实验证据证明这一点。利用小鼠模型进行的这一实验研究已经确定了罪魁祸首,并发现造血(身体从骨头中的干细胞产生血细胞和血浆的过程)是这种相关性的关键。此外,对一大批男性的分析也支持了他们的发现。

通过对38只衰老小鼠的基因组进行骨髓移植,使其三分之二的白细胞缺乏Y染色体,从而更密切地研究了Y染色体缺失与疾病之间的联系。通过基因编辑工具,他们从小鼠骨髓细胞中删除了Y染色体,然后将改变后的细胞插入骨髓被移除的年轻雄性小鼠体内。然后对8到12周大的老鼠进行了600天的跟踪研究,这大致是它们的预期寿命。

对照组也进行了骨髓移植,但没有去除Y染色体。对于细胞发生改变的小鼠来说,这导致了快速分裂的血细胞的急剧下降,白细胞尤其受到影响,它们表现出了症状,类似于那些在年老的男性身上发生的镶嵌状Y染色体丢失的症状。这些小鼠表现出更高的死亡率,以及更容易出现心脏功能下降和与年龄相关的心脏纤维化。

这些结果表明,LOY小鼠的死亡率明显更高,移植后只有约40%的LOY小鼠存活600天,而对照组小鼠约60%:

Y染色体

随着年龄的增长,白细胞中的LOY也会产生更多的肌瘤和成纤维细胞:

Y染色体

然后,研究人员在接下来的几个月里测试了这是否以及如何影响心脏和其他器官的功能。对心脏组织的进一步检查表明,这是由染色体丢失的巨噬细胞触发的:这些白细胞激活心脏组织中的生长因子TGF β 1,促进炎症和纤维化。此外,由于白细胞在心脏组织中激活了促进炎症和纤维化的生长因子TGF-beta1,当研究人员用单克隆抗体阻断这种生长因子时,LOY小鼠的瘢痕水平也下降到与对照组相当的水平:

Y染色体

虽然小鼠模型在过去已经成功地用于医疗目的,以测试他们的小鼠模型是否适用于人类,但研究人员使用了英国生物银行,该银行收集了大规模的人类生物医学数据。在一项前瞻性分析中,他们寻找LOY与心血管疾病和死亡率增加之间的关联。从白细胞的单核苷酸多态性估计每个男性血液中LOY的百分比,给出人群中男性受LOY影响的频率。应用LOY连续分布中的一个阈值,代表至少9%的白细胞Y损失,通过几种统计分析方法,他们确定了一名参与者的LOY存在与男性心血管疾病死亡相关。

这项研究的实验模型为LOY的影响以及为什么它与特定的年龄相关疾病和寿命缩短相关提供了第一个可靠的证据。为了进一步推进这项工作,科学家们将试图评估在LOY中丢失的Y染色体上的特定基因,从而导致这种疾病的过程。对造成整个Y染色体丢失的Y染色体基因进行更好的定义,将有助于对其机制有更深入的理解。反过来,这将为研究由Y染色体丢失引起的与年龄相关的疾病提供更好的见解,并为治疗开辟新的途径。
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