大叔,比谢顶更糟!你们的Y染色体正在丢失

作者: 辛雨

来源: 中国科学报

发布日期: 2022-07-18 08:48:11

随着年龄的增长,男性不仅失去了头发、肌肉张力和膝关节软骨,他们也开始失去细胞中的Y染色体。科学家已经将Y染色体的消失与一系列疾病和更高的死亡风险联系起来,但目前还缺乏充分的直接证据。美国弗吉尼亚大学的研究人员在《科学》发表论文指出,在移除雄性小鼠的Y染色体后,这些小鼠比携带Y染色体的小鼠死得更早,这可能是因为它们的心脏变得更僵硬了。

随着年龄的增长,男性不仅失去了头发、肌肉张力和膝关节软骨,他们也开始失去细胞中的Y染色体。科学家已经将Y染色体的消失与一系列疾病和更高的死亡风险联系起来,但目前还缺乏充分的直接证据。7月14日,美国弗吉尼亚大学的研究人员在《科学》发表论文指出,在移除雄性小鼠的Y染色体后,这些小鼠比携带Y染色体的小鼠死得更早,这可能是因为它们的心脏变得更僵硬了。

未参与该研究的英国剑桥大学人类遗传学家John Perry认为,这是迄今为止证明失去Y染色体对健康有害的最好证据。Y染色体只携带了71个基因,不及X染色体的1/10,这可能就是为什么当细胞分裂时,这种染色体有时不能传递的原因。分析血液样本是检测Y染色体缺失的最简单方法。

研究人员发现,在大约40%的70岁老人和57%的93岁老人中,至少有部分白细胞缺少染色体,在一些老年男性中,超过80%的细胞可能缺少一条Y染色体。细胞可以在没有Y染色体的情况下存活和繁殖,但某些细胞中缺乏Y染色体的男性更容易患心脏病、癌症、阿尔茨海默病和其他与衰老有关的疾病。

该论文通讯作者之一、弗吉尼亚大学分子生物学家Kenneth Walsh表示,这种情况可能是美国男性寿命平均比女性短5年的一个原因。为了测试移除Y染色体是否会损害健康,Walsh团队对38只小鼠进行了骨髓移植。他们使用CRISPR-Cas9基因编辑工具删除了小鼠骨髓细胞中的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中。

这种替换并没有将Y染色体从受体中剔除,而是将白细胞中Y染色体的比例调至与许多Y染色体缺失的人的比例大致相同。37只对照组小鼠也接受了骨髓移植,但保留了Y染色体。研究人员对两组啮齿动物进行了近两年的跟踪调查,发现缺乏Y染色体的小鼠更有可能在此期间死亡,其中只有约40%在移植后存活了600天,而对照组小鼠中约有60%存活了600天。

失去Y染色体的小鼠的心脏功能也较弱——大约15个月后,心脏的收缩强度下降了近20%。此外,在缺失Y染色体的小鼠心脏中,坚韧结缔组织建立,即所谓的纤维化过程激增。这种堆积物会使心脏变硬,削弱其泵血能力。研究人员对小鼠进行的骨髓移植并没有消除心肌细胞中的Y染色体,骨髓中产生的巨噬细胞却“溜”进了心脏。科学家发现,缺乏Y染色体的小鼠体内许多巨噬细胞开始促进纤维化,刺激心脏中的其他细胞出现更多的结缔组织。

类似的情况也可能发生在人类身上,Walsh团队从英国生物银行中获得了超过15000名男性的DNA和生存信息。他们发现,白细胞中Y染色体缺失40%的男性,死于循环系统疾病的可能性比染色体更丰富的男性高31%。研究人员进一步分析与Y染色体缺失相关的死亡原因时发现,几种心脏疾病,包括心力衰竭皆与之关系紧密。Walsh表示,失去Y染色体会刺激心脏纤维化,导致心力衰竭和更早死亡。

然而,阿尔伯特·爱因斯坦医学院心脏病学家Nikolaos Frangogiannis警告说,该结果并不能证实纤维化的增加会杀死小鼠,在缺失Y染色体的动物中,纤维化相当微妙。啮齿动物的心脏衰弱没那么糟糕,也不会致命,这些小鼠可能死于其他一些与心脏相关的原因。尽管如此,他也认为,该研究非常令人兴奋,而且可能会对人们认识心力衰竭的方式产生重大影响。

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