Y染色體長度變異的細胞遺傳學研究

李 侃，熊 焰，張 靜

（1.長江大學醫(yī)學院 遺傳實驗室，湖北 荊州434000；2.荊州市第二人民醫(yī)院 婦產(chǎn)科，湖北 荊州434000）

人類Y染色體是一條小的近端著絲粒染色體，通過流式細胞儀方法測得Y染色體長約由60Mb，其組成分為兩個區(qū)域：擬常染色質(zhì)區(qū)和Y特異區(qū)，特異區(qū)占Y染色體的大部分易發(fā)生形態(tài)學變化。臨床上把Y染色體≥18號染色體作為大Y染色體的標準。Y染色體≤21號染色體作為小Y染色體的標準。近年來的研究對Y染色體大小的變異是否產(chǎn)生遺傳效應一直以來都有爭議。本文對近年來臨床染色體核型分析中發(fā)現(xiàn)的大Y和小Y染色體及其臨床意義進行分析。

1 對象與方法

1.1 對象

2004年2月至2010年1月間在長江大學醫(yī)學院，荊州市第二人民醫(yī)院因生育異常而進行染色體檢查的男性患者中篩選，年齡22－45歲。篩選的臨床標準為：配偶均出現(xiàn)過異常生育史，無精、少精、死精、精子異常、發(fā)育遲緩等，均符合不孕診斷標準。

1.2 方法

取外周血加PHA刺激淋巴細胞增殖，培養(yǎng)72小時后收獲制備染色體，每例計數(shù)30個細胞染色體叢數(shù)，分析3－5個G顯帶染色體核型，排除Y染色體數(shù)目異常及配偶染色體異常，核型異常按《人類細胞遺傳學國際命名體制（ISGN）（1995）》的有關(guān)規(guī)定加以描述。

2 結(jié)果

103例大Y染色體核型和51例小Y染色體核型臨床表現(xiàn)見表1。

表1 大Y染色體、小Y染色體核型臨床表現(xiàn)

3 討論

Y染色體長度的變異主要表現(xiàn)在長臂異染色質(zhì)區(qū)的變化，變化原因尚無定論。但近年來越來越多的研究表明，Y染色體變化具有遺傳學效應，并可能產(chǎn)生相應的臨床表現(xiàn)。筆者篩選出的154例大小Y染色體核型中，110例配偶分別表現(xiàn)為習慣性流產(chǎn)，胚胎停止發(fā)育及出生缺陷胎兒，23例精子發(fā)生障礙，21例生長發(fā)育不良。因此，認為Y染色體長度的變異可能導致生殖異常。

3.1 大Y染色體與精子生成

群體中男性Y染色體長臂存在多態(tài)性并有種族和地區(qū)的差異，Y染色體長度的變異是其長臂遠端2／3的結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)部分長度差異造成。該區(qū)主要成分是Y染色體特有的串聯(lián)重復序列DNA，此DNA序列的重復復制、缺失、易位或螺旋化程度的改變均可引起長度的變異。為進一步揭示大Y染色體上影響精子生成和發(fā)育機制。孫淑湘［1］研究表明Y染色體核型與精子生成異常有關(guān)，從而增加流產(chǎn)頻率。本文中103例大Y染色體有34例配偶流產(chǎn)，25例有胎停育史，胎兒丟失占所有大Y染色體者的58%，19例配偶產(chǎn)出生缺陷兒占18.45%。有學者認為在Y染色體出現(xiàn)胎兒丟失率為53%。故筆者認為大Y染色體與流產(chǎn)、缺陷兒出生有著聯(lián)系，可能是Y染色體易丟失遺傳物質(zhì)，這種缺失可通過DNA過度重復，影響Y的穩(wěn)定性，導致配子或合子在早期細胞分裂時發(fā)生不分離，易位或基因數(shù)的增減等傾向，產(chǎn)生不平衡配子或合子從而導致胎停育、缺陷兒出生。近年來分子遺傳學研究提示與男性無精癥和嚴重少精癥有關(guān)的精子缺乏因子—AZF（AZFa、AZFb、AZFc）定位于Y染色體長臂上，有報道在Yq11.23或Y染色體的區(qū)間AZFa區(qū)域含有的基因UsP9Y和DBY在共同失效或缺失時，可產(chǎn)生不孕。因此，進一步對大Y染色體臨床效應的分子生物學研究可能在AZF區(qū)域內(nèi)的基因。

3.2 大Y染色體與胎停育

胎停育的發(fā)病原因除染色體、內(nèi)分泌失調(diào)等外，仍有相當一部分原因不明。大Y染色體與造成胎停育的原因，參考目前的研究可能因為Y染色體有一些與X染色體同源的基因，在減數(shù)分裂過程中參與同X染色體的聯(lián)合配對，Y染色體異染色質(zhì)區(qū)DNA過多的重復可能影響與X染色體的同源重組，造成有絲分裂發(fā)生錯誤，影響某些基因的正常表達導致不良妊娠。此外，Patricia［2］等認為Y染色體長臂DNA序列的重復復制會影響其有關(guān)精子分化和發(fā)育的基因正常表達，造成精子受精障礙或影響精子受精能力而導致流產(chǎn)頻率增高。

3.3 小Y染色體

小Y尤其是Y染色體微缺失是學者們近年來討論的熱門話題。筆者認為Y染色體AZF區(qū)域無缺失，表明Y染色體缺失的部分為異染色質(zhì)區(qū)即高度重復的DNA部分，這部分高頻率重復序列擴增，使這些側(cè)翼重復序列在缺失或插入的過程中導致染色體內(nèi)部重組，可能干擾了位于相鄰常染色質(zhì)區(qū)，與精子生成和發(fā)育有關(guān)基因的功能正常發(fā)揮，從而導致精子形成障礙，配偶表現(xiàn)為習慣性流產(chǎn)、不良孕史。Y染色體AZF區(qū)域有缺失，Buhler［3］研究認為是由于Y染色體上的Yq11常染色質(zhì)與Yq12異染色質(zhì)共同缺失引起，造成精子生成障礙而導致配偶表現(xiàn)不孕。本文51例小Y染色體者中，配偶不良生育史32例，生精異常10例，9例生長發(fā)育不良，考慮其發(fā)生與以上兩種缺失有關(guān)。

本文有21例生長發(fā)育不良，在蔡永林［4］研究中認為，其主要機理可能就是細胞分裂問題。染色體變異給細胞分裂帶來的直接影響，可能就是在細胞分裂的同源染色體配對時，染色體大小變異造成同源染色體配對的困難，從而影響細胞分裂而導致配子形成及胚胎發(fā)育障礙。

［1］孫淑湘.大Y染色體與臨床效應分析［J］.中國優(yōu)生與遺傳雜志，2007，（15）2：47.

［2］Patricia B，Maria S，Carole AS.Divergent outcomes of intrachromosomal recombination on the human Y chromosome：male infertility and recurrent polymorphism［J］.Med Genet，2000，37：752.

［3］Buhler EM.Human Y Chromosome［J］.Hum Gerent，1980，55（2）：170.

［4］蔡永林，鄭裕明，湯敏中 .染色體多態(tài)性與生殖異常［J］.中國優(yōu)生與遺傳雜志，2005，13（4）：11.