20%的男人，Y染色體正在流失：他們更易患上癌癥？

20%的男人，Y染色體正在流失：他們更易患上癌癥

一部分男性的Y染色體會(huì)隨著年齡增長而不斷丟失，有科學(xué)家指出，這可能和一些與癌癥相關(guān)的基因突變有關(guān)。但是，也有研究認(rèn)為，Y染色體丟失是細(xì)胞演化過程的“自然選擇”：沒有了Y染色體，這些細(xì)胞能生存得更好。

撰文丨SARAH ZHANG

翻譯丨楊心舟

不斷丟失的Y染色體

上世紀(jì)60年代，許多醫(yī)生在檢查人類白細(xì)胞中的染色體數(shù)目時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象。分析顯示這些白細(xì)胞會(huì)丟失一些Y染色體，并且樣本年齡越大該現(xiàn)象發(fā)生的頻率越高。而此后，許多研究都認(rèn)為Y染色體丟失會(huì)帶來許多負(fù)面影響，比如和癌癥、心臟病以及其他紊亂征相關(guān)。

現(xiàn)在，有一項(xiàng)迄今針對(duì)該現(xiàn)象的最大型研究指出，在來自英國生物庫超過20萬例男性樣本中，估計(jì)有20%的人已經(jīng)丟失了部分Y染色體。而到了70歲，43.6%的男性都會(huì)產(chǎn)生該現(xiàn)象。不過，研究并不清楚為何會(huì)產(chǎn)生這種結(jié)果。但他們認(rèn)為，Y染色體的丟失其實(shí)是一種最直接和顯著的健康警告，這些男性的身體肯定出了一些問題。Y染色體缺失可能會(huì)導(dǎo)致一系列的基因突變?cè)诩?xì)胞中累積，某些突變很可能和癌癥或者其他疾病相關(guān)。

畢竟，人的一生中基因突變是不斷在身體中自發(fā)產(chǎn)生的。細(xì)胞在分裂過程中，突變可能只是小到某個(gè)基因的一個(gè)堿基出現(xiàn)了配對(duì)錯(cuò)誤，也可能大到整條染色體都丟失。這就可能會(huì)導(dǎo)致嵌合性克隆現(xiàn)象的發(fā)生。按道理，來自一個(gè)個(gè)體的細(xì)胞所有的基因組都是一樣的，但嵌合現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，個(gè)體可以擁有明顯差異的細(xì)胞組群，而每一組細(xì)胞又帶有完全不一樣的突變。每個(gè)人都或多或少會(huì)存在嵌合現(xiàn)象，但是隨著年齡增長，該現(xiàn)象發(fā)生程度會(huì)越來越高。

“你年齡越大，細(xì)胞分裂過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤就越多，”劍橋大學(xué)的生物學(xué)家John Perry表示，他是新研究的領(lǐng)導(dǎo)人。

在血液中，最常見的嵌合現(xiàn)象就是一些細(xì)胞會(huì)丟失Y染色體。當(dāng)然，也存在很多其他的例子，比如在女性中，一些血細(xì)胞也可能會(huì)丟失一條X染色體。而還有一些血細(xì)胞會(huì)獲得某一條基因的突變，丟失一小段染色體，甚至獲得一整條額外的染色體。(當(dāng)然，這些現(xiàn)象都只針對(duì)白細(xì)胞而言，因?yàn)榧t細(xì)胞不含有任何DNA。)

突變引起的丟失？

Perry和同事們也想知道，為什么只有一部分男性會(huì)丟失Y染色體，因此，他們也試圖尋找是否其他染色體上的一些突變會(huì)和男性丟失Y染色體相關(guān)。結(jié)果，Perry真的找到了156個(gè)相關(guān)突變。許多突變位點(diǎn)與癌癥易感基因很接近，男性擁有這些突變會(huì)和高風(fēng)險(xiǎn)患前列腺癌、睪丸癌相關(guān)。而腦膠質(zhì)瘤、腎癌和其他類型癌癥幾乎都和這些突變有所聯(lián)系 。

“我認(rèn)為這是最有趣的部分，”來自斯坦福大學(xué)研究血液的病理學(xué)家Siddhartha Jaiswal表示?？赡軄G失Y染色體并不是導(dǎo)致這些患病幾率提升的最終因素，畢竟根本沒有Y染色體的女性也沒有受到什么生存影響。

然而，如果一段基因突變能夠讓男性丟失Y染色體，而該突變同樣可以提升人患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。這樣就能說得通了，畢竟女性也能擁有這些突變，歸根結(jié)底來說就是DNA上的一些錯(cuò)誤會(huì)引發(fā)疾病。

癌癥是因?yàn)橥蛔兝鄯e過多，細(xì)胞的分裂機(jī)制出現(xiàn)錯(cuò)誤而產(chǎn)生的。另一方面，Y染色體丟失本身也算得上是一種極大的基因突變。Perry認(rèn)為這兩種結(jié)果都可能是因?yàn)榧?xì)胞中應(yīng)對(duì)和處理DNA損傷的過程被阻礙了?！癥染色體丟失證明了我們的基因組確實(shí)存在不穩(wěn)定性，”Perry表示，換句話說，Y染色體丟失說明了我們的身體是允許DNA錯(cuò)誤不斷被累積的。

失去是為了生存？

但為什么Y染色體丟失的頻率要明顯比其他染色體要高呢？也許因?yàn)閅染色體是所有染色體中最小的，又或者它相對(duì)其他染色體的功能來說并沒有那么重要?！翱赡躖染色體只帶有很少的基因，相比丟失其他染色體來說，丟失Y染色體可能是最好的選擇?！钡つ确ú┌Y研究院的癌癥學(xué)家David Steensma這樣認(rèn)為。既然Y染色體丟失如此常見，說不定對(duì)某些細(xì)胞來說，這還能帶來一些微小的好處。畢竟那些產(chǎn)生Y染色體丟失的男性，87%的血細(xì)胞都會(huì)有Y染色體缺失。

Perry認(rèn)為這個(gè)好處可能是，細(xì)胞分裂過程中可以少攜帶一條染色體，這樣能夠省下不少能量消耗。又或者是，這樣細(xì)胞能阻止Y染色體上一些生長抑制基因的表達(dá)。不管是哪一種，都對(duì)血細(xì)胞有著一定的作用，因?yàn)檫@些細(xì)胞每天都要和大量同伴競爭有限的資源。如果一個(gè)微小的突變對(duì)它們的生長有作用，那這些突變細(xì)胞就能夠勝過其他細(xì)胞。Perry認(rèn)為，實(shí)際上，人類血細(xì)胞的形成過程就是一部完美的“微觀演化史”。

近些年，已經(jīng)有許多科學(xué)家開始嘗試探索同一個(gè)體中，不同組群血細(xì)胞的一些深層次差異。“我們想要看到完整的信息，那就需要一些能夠檢測(cè)全基因組的技術(shù)，”專攻血液癌的生物學(xué)家 Lambert Busque表示。50年前，一群醫(yī)生突破性地發(fā)現(xiàn)了Y染色體丟失的現(xiàn)象。現(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)可以同時(shí)分析數(shù)千個(gè)人的血液中的基因，并且也確定了一個(gè)人的血細(xì)胞并不是完全一樣的。

原文鏈接：

https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/12/men-lose-y-chromosomes-cells-they-age/603013/