对大Y染色体的再认识

王树朝 王宗霞 秦宗阳 辛文静 白鹤 高巧林

(1.包头医学院临床学院 内蒙古包头 014010; 2.包头医学院基础学院 内蒙古包头 014060)

人类Y染色体是小的近端着丝粒染色体,大小介于F组和G组之间,由长臂(Yq)和微小短臂(Yp)约60Mb核苷酸组成。Y染色体有很大部分是异色质,其极易发生结构(微缺失)和形态学变异(多态性),如发生Y染色体长度上变化常称大Y[1]。根据以往的统计,大Y染色体在人群中的比例高达13.81%[2]。

1 人类正常Y染色体

1.1 Y染色体的结构

Y染色体是人类最小的一条染色体,与X染色体互为同源染色体,Y染色体上含约519万kb的DNA,其中60%位于其长臂(Yq)的异染色体区(Yq12),短臂含约113kb的DNA。Y染色体的短臂和长臂各只有1个区,短臂只有1个带,但可分为3个亚带(Yp11.1,Yp11.2,Yp11.3),Yp11.3又可分为2个亚带(Y p 11.31和Yp11.32);长臂分为2个带(Yq11和Yq12),1带分为两个亚带(Yq11.1和Yq11.2),2亚带又可分为3个亚亚带(Yq11.21,Yq11.22,Yq11.23)[3]。

1.2 Y染色体上与精子发生相关的基因

(1)Y染色体长臂上基因:主要为AZF(azoospermia factor)内的的候选基因及SMCY(se1ected mouse cDNA)。AZF位于Yq11。在Yq11上存在三个精子发生位点AZFa、AZFb和AZFc,并在男性生殖细胞发育的不同时期起着重要作用.AZFa长度约为1.1Mb,包含三个基因,即DFFRY(the Y-1inked homo1ogue of the DFFRX),DBY(dead box on the Y),和UTY(u-biquitous TPR motif Y)。人类SMCY编码一种男性特异的组织相容性抗原,导致男性供体的器官或骨髓被女性受体排斥。(2)Y染色体短臂上基因:主要为ZFY(zinc finger Y)基因、SRY(sex determining region Y)基因和TSPY(testis-specific protein Y-encoded)基因。ZFY基因编码一种有13个锌指结构的DNA结合结构域的核转录因子.ZFY基因被定位于Y1A2亚区,最初被认为是睾丸决定因子(TDF,testis determining factor)。人类的SRY基因无内含子,转录区为850bp,编码区为612bp。在起始密码子上游91bp处有一个主要的转录起始位点。TSPY位于Yp11.2。其功能主要为参与精原干细胞的增殖和参与性腺肿瘤发生。

2 大Y染色体

2.1 大Y的标准

Y≥18号染色体;Y/F≥1.1;Yq/21q≥1.54;Y强荧光＞弱荧光等.我国大多数作者习惯将Y≥18号染色体作为大Y的标准,其余各种方法采用较少。

2.2 研究对象条件

身体健康的青壮年男性,其妻有不良生育史者;其妻子染色体核型同期检查及妇科检查均未见异常者;夫妻双方除外其他与生育异常相关的疾患。

2.3 一般研究方法

无菌条件下采取外周血,行淋巴细胞培养72h,常规Giemsa染色制备标本,采用G显带,必要时加C带,以在同一染色体核型中Y≥18号染色体作为大Y的标准。

2.4 大Y染色体临床意义及后果

传统遗传学认为,染色体多态性通常不具有明显的表型或病理学意义。但越来越多的研究表明,染色体多态性可产生临床效应,与生殖异常有关。一般认为睾丸决定基因在Y染色体上,此外成熟促成因子、精子的发生,骨骼的发育也可能与Y染色体有关,所以大Y就是通过这些基因对上述某些疾病发生影响。大Y染色体可能引起的临床后果:对性腺、生殖器官及精子发育的影响,表现为尿道下裂、输精管缺如、小阴茎、小睾丸、隐睾、弱精子症、少精子症、无精子症、前列腺、精囊发育不良等症状;产生不良孕产史,导致流产、死胎、停产及出生缺陷儿;导致智力低下及发育迟缓等。

2.5 大Y染色体形成和作用机制

Y长度变异可能原因,一般认为Y染色体长臂远侧2/3的异染色质重复复制、缺失、易位或螺旋化程度改变可引起长臂的变异。有学者认为是由于异染色质中DNA过度重复而造成的。有些学者认为DNA的过多重复可能产生剂量效应,在某些方面与有丝分裂发生错误有关,或与基因调节及细胞分化有关,从而导致不良妊娠。

根据大量的资料显示Y染色体长度的变化并非是毫无临床意义的遗传学现象,Y染色体上存在众多与生长、生殖以及精子发生有关的基因,要弄清大Y染色体与临床关系的机制,还有待于进一步研究。

[1]夏爱丽,周惠耕等.95例大Y染色体核型的临床效应分析［J］.浙江临床医学,2008,10(4):440-441.

[2]沈婉英.汉族男性Y染色体长度152例分析[J].遗传与疾病,1990,7(1):37.

[3]周作民.人类Y染色体的遗传特性[J].中华男科学,2000,6(4):211-218.