Y 染色体不是垃圾 DNA?男性老化失去 Y 染色体增加心脏衰竭机率

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Y 染色体是哺乳动物中,雄性个体特有的遗传物质,Y 染色体上头只携带 70 多组基因,不到 X 染色体的十分之一。许多研究指出男性在老化过程中会逐渐丢失 Y 染色体,过去一派假说认为 Y 染色体上多携带大量的重复 DNA 片段,为无用的垃圾 DNA(junk DNA),因此尽管 Y 染色体缺失也不会造成太大困扰,不过最新发布于 Science 期刊上研究推翻了这项论点。

剑桥大学(University of Cambridge)遗传学研究团队针对雄性小鼠进行移除 Y 染色体实验,发现这些小鼠比正常小鼠早死亡,并进一步指出,缺乏 Y 染色体小鼠多表现出心脏纤维化的症状,因心脏衰竭死亡的机率随之增加。

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公小鼠缺乏 Y 染色体易造成心纤维化

为了了解缺乏 Y 染色体会如何影响公小鼠健康状态,研究团队以 CRISPR-Cas9 基因编辑工具从骨髓细胞中剔除 Y 染色体,再将修正过的细胞移植至 38 只已经移除骨髓的年轻雄性小鼠中。这些接受移植的小鼠骨髓细胞中约有 49-81% 缺乏 Y 染色体,与男性人类丢失 Y 染色体的比例接近。对照组 37 只小鼠也是接受骨髓移植,但白血球细胞保留了完整的 Y 染色体。

研究团队后续 2 年追踪两组实验动物,发现缺乏 Y 染色体实验组只有约 40% 在移植后存活后 600 天,对照组小鼠则有 60% 可以存活超过 600 天,显示缺乏 Y 染色体公鼠的寿命较短。团队发现这是因为缺乏 Y 染色体小鼠的巨噬细胞会诱导心脏结缔组织增生,心脏纤维化使得泵血功能缺损所致。

人类缺乏 Y 染色体也会使心血管疾病机率增加

在得到小鼠模型的理论证据后,研究团队也想得知人类缺乏 Y 染色体的影响。他们在 UK Biobank 中收集超过 15,000 名男性 DNA 与健康数据,比对后发现白血球失去至少 40% Y 染色体的男性,死于心血管循环系统疾病的机率高出 31%,最常见的心脏疾病为心脏衰竭。

这项研究建立在动物模型及人体生物数据库资讯比对的结果上,提出 Y 染色体尽管承载 DNA 数量较少,但是当男性个体在老化过程中缺失 Y 染色体,会使心脏病、其他老化相关疾病机率增加,这可能是男性平均寿命低于女性众多因素中之一。

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参考资料:
1. Science, 2022; https://www.science.org/content/article/men-lose-y-chromosomes-they-age-it-may-be-harming-their-hearts

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