對大Y染色體的再認識

王樹朝 王宗霞 秦宗陽 辛文靜 白鶴 高巧林

(1.包頭醫學院臨床學院 內蒙古包頭 014010; 2.包頭醫學院基礎學院 內蒙古包頭 014060)

人類Y染色體是小的近端著絲粒染色體,大小介于F組和G組之間,由長臂(Yq)和微小短臂(Yp)約60Mb核苷酸組成。Y染色體有很大部分是異色質,其極易發生結構(微缺失)和形態學變異(多態性),如發生Y染色體長度上變化常稱大Y[1]。根據以往的統計,大Y染色體在人群中的比例高達13.81%[2]。

1 人類正常Y染色體

1.1 Y染色體的結構

Y染色體是人類最小的一條染色體,與X染色體互為同源染色體,Y染色體上含約519萬kb的DNA,其中60%位于其長臂(Yq)的異染色體區(Yq12),短臂含約113kb的DNA。Y染色體的短臂和長臂各只有1個區,短臂只有1個帶,但可分為3個亞帶(Yp11.1,Yp11.2,Yp11.3),Yp11.3又可分為2個亞帶(Y p 11.31和Yp11.32);長臂分為2個帶(Yq11和Yq12),1帶分為兩個亞帶(Yq11.1和Yq11.2),2亞帶又可分為3個亞亞帶(Yq11.21,Yq11.22,Yq11.23)[3]。

1.2 Y染色體上與精子發生相關的基因

(1)Y染色體長臂上基因:主要為AZF(azoospermia factor)內的的候選基因及SMCY(se1ected mouse cDNA)。AZF位于Yq11。在Yq11上存在三個精子發生位點AZFa、AZFb和AZFc,并在男性生殖細胞發育的不同時期起著重要作用.AZFa長度約為1.1Mb,包含三個基因,即DFFRY(the Y-1inked homo1ogue of the DFFRX),DBY(dead box on the Y),和UTY(u-biquitous TPR motif Y)。人類SMCY編碼一種男性特異的組織相容性抗原,導致男性供體的器官或骨髓被女性受體排斥。(2)Y染色體短臂上基因:主要為ZFY(zinc finger Y)基因、SRY(sex determining region Y)基因和TSPY(testis-specific protein Y-encoded)基因。ZFY基因編碼一種有13個鋅指結構的DNA結合結構域的核轉錄因子.ZFY基因被定位于Y1A2亞區,最初被認為是睪丸決定因子(TDF,testis determining factor)。人類的SRY基因無內含子,轉錄區為850bp,編碼區為612bp。在起始密碼子上游91bp處有一個主要的轉錄起始位點。TSPY位于Yp11.2。其功能主要為參與精原干細胞的增殖和參與性腺腫瘤發生。

2 大Y染色體

2.1 大Y的標準

Y≥18號染色體;Y/F≥1.1;Yq/21q≥1.54;Y強熒光＞弱熒光等.我國大多數作者習慣將Y≥18號染色體作為大Y的標準,其余各種方法采用較少。

2.2 研究對象條件

身體健康的青壯年男性,其妻有不良生育史者;其妻子染色體核型同期檢查及婦科檢查均未見異常者;夫妻雙方除外其他與生育異常相關的疾患。

2.3 一般研究方法

無菌條件下采取外周血,行淋巴細胞培養72h,常規Giemsa染色制備標本,采用G顯帶,必要時加C帶,以在同一染色體核型中Y≥18號染色體作為大Y的標準。

2.4 大Y染色體臨床意義及后果

傳統遺傳學認為,染色體多態性通常不具有明顯的表型或病理學意義。但越來越多的研究表明,染色體多態性可產生臨床效應,與生殖異常有關。一般認為睪丸決定基因在Y染色體上,此外成熟促成因子、精子的發生,骨骼的發育也可能與Y染色體有關,所以大Y就是通過這些基因對上述某些疾病發生影響。大Y染色體可能引起的臨床后果:對性腺、生殖器官及精子發育的影響,表現為尿道下裂、輸精管缺如、小陰莖、小睪丸、隱睪、弱精子癥、少精子癥、無精子癥、前列腺、精囊發育不良等癥狀;產生不良孕產史,導致流產、死胎、停產及出生缺陷兒;導致智力低下及發育遲緩等。

2.5 大Y染色體形成和作用機制

Y長度變異可能原因,一般認為Y染色體長臂遠側2/3的異染色質重復復制、缺失、易位或螺旋化程度改變可引起長臂的變異。有學者認為是由于異染色質中DNA過度重復而造成的。有些學者認為DNA的過多重復可能產生劑量效應,在某些方面與有絲分裂發生錯誤有關,或與基因調節及細胞分化有關,從而導致不良妊娠。

根據大量的資料顯示Y染色體長度的變化并非是毫無臨床意義的遺傳學現象,Y染色體上存在眾多與生長、生殖以及精子發生有關的基因,要弄清大Y染色體與臨床關系的機制,還有待于進一步研究。

[1]夏愛麗,周惠耕等.95例大Y染色體核型的臨床效應分析［J］.浙江臨床醫學,2008,10(4):440-441.

[2]沈婉英.漢族男性Y染色體長度152例分析[J].遺傳與疾病,1990,7(1):37.

[3]周作民.人類Y染色體的遺傳特性[J].中華男科學,2000,6(4):211-218.