Y染色体长度变异的细胞遗传学研究

李 侃，熊 焰，张 静

（1.长江大学医学院 遗传实验室，湖北 荆州434000；2.荆州市第二人民医院 妇产科，湖北 荆州434000）

人类Y染色体是一条小的近端着丝粒染色体，通过流式细胞仪方法测得Y染色体长约由60Mb，其组成分为两个区域：拟常染色质区和Y特异区，特异区占Y染色体的大部分易发生形态学变化。临床上把Y染色体≥18号染色体作为大Y染色体的标准。Y染色体≤21号染色体作为小Y染色体的标准。近年来的研究对Y染色体大小的变异是否产生遗传效应一直以来都有争议。本文对近年来临床染色体核型分析中发现的大Y和小Y染色体及其临床意义进行分析。

1 对象与方法

1.1 对象

2004年2月至2010年1月间在长江大学医学院，荆州市第二人民医院因生育异常而进行染色体检查的男性患者中筛选，年龄22－45岁。筛选的临床标准为：配偶均出现过异常生育史，无精、少精、死精、精子异常、发育迟缓等，均符合不孕诊断标准。

1.2 方法

取外周血加PHA刺激淋巴细胞增殖，培养72小时后收获制备染色体，每例计数30个细胞染色体丛数，分析3－5个G显带染色体核型，排除Y染色体数目异常及配偶染色体异常，核型异常按《人类细胞遗传学国际命名体制（ISGN）（1995）》的有关规定加以描述。

2 结果

103例大Y染色体核型和51例小Y染色体核型临床表现见表1。

表1 大Y染色体、小Y染色体核型临床表现

3 讨论

Y染色体长度的变异主要表现在长臂异染色质区的变化，变化原因尚无定论。但近年来越来越多的研究表明，Y染色体变化具有遗传学效应，并可能产生相应的临床表现。笔者筛选出的154例大小Y染色体核型中，110例配偶分别表现为习惯性流产，胚胎停止发育及出生缺陷胎儿，23例精子发生障碍，21例生长发育不良。因此，认为Y染色体长度的变异可能导致生殖异常。

3.1 大Y染色体与精子生成

群体中男性Y染色体长臂存在多态性并有种族和地区的差异，Y染色体长度的变异是其长臂远端2／3的结构异染色质部分长度差异造成。该区主要成分是Y染色体特有的串联重复序列DNA，此DNA序列的重复复制、缺失、易位或螺旋化程度的改变均可引起长度的变异。为进一步揭示大Y染色体上影响精子生成和发育机制。孙淑湘［1］研究表明Y染色体核型与精子生成异常有关，从而增加流产频率。本文中103例大Y染色体有34例配偶流产，25例有胎停育史，胎儿丢失占所有大Y染色体者的58%，19例配偶产出生缺陷儿占18.45%。有学者认为在Y染色体出现胎儿丢失率为53%。故笔者认为大Y染色体与流产、缺陷儿出生有着联系，可能是Y染色体易丢失遗传物质，这种缺失可通过DNA过度重复，影响Y的稳定性，导致配子或合子在早期细胞分裂时发生不分离，易位或基因数的增减等倾向，产生不平衡配子或合子从而导致胎停育、缺陷儿出生。近年来分子遗传学研究提示与男性无精症和严重少精症有关的精子缺乏因子—AZF（AZFa、AZFb、AZFc）定位于Y染色体长臂上，有报道在Yq11.23或Y染色体的区间AZFa区域含有的基因UsP9Y和DBY在共同失效或缺失时，可产生不孕。因此，进一步对大Y染色体临床效应的分子生物学研究可能在AZF区域内的基因。

3.2 大Y染色体与胎停育

胎停育的发病原因除染色体、内分泌失调等外，仍有相当一部分原因不明。大Y染色体与造成胎停育的原因，参考目前的研究可能因为Y染色体有一些与X染色体同源的基因，在减数分裂过程中参与同X染色体的联合配对，Y染色体异染色质区DNA过多的重复可能影响与X染色体的同源重组，造成有丝分裂发生错误，影响某些基因的正常表达导致不良妊娠。此外，Patricia［2］等认为Y染色体长臂DNA序列的重复复制会影响其有关精子分化和发育的基因正常表达，造成精子受精障碍或影响精子受精能力而导致流产频率增高。

3.3 小Y染色体

小Y尤其是Y染色体微缺失是学者们近年来讨论的热门话题。笔者认为Y染色体AZF区域无缺失，表明Y染色体缺失的部分为异染色质区即高度重复的DNA部分，这部分高频率重复序列扩增，使这些侧翼重复序列在缺失或插入的过程中导致染色体内部重组，可能干扰了位于相邻常染色质区，与精子生成和发育有关基因的功能正常发挥，从而导致精子形成障碍，配偶表现为习惯性流产、不良孕史。Y染色体AZF区域有缺失，Buhler［3］研究认为是由于Y染色体上的Yq11常染色质与Yq12异染色质共同缺失引起，造成精子生成障碍而导致配偶表现不孕。本文51例小Y染色体者中，配偶不良生育史32例，生精异常10例，9例生长发育不良，考虑其发生与以上两种缺失有关。

本文有21例生长发育不良，在蔡永林［4］研究中认为，其主要机理可能就是细胞分裂问题。染色体变异给细胞分裂带来的直接影响，可能就是在细胞分裂的同源染色体配对时，染色体大小变异造成同源染色体配对的困难，从而影响细胞分裂而导致配子形成及胚胎发育障碍。

［1］孙淑湘.大Y染色体与临床效应分析［J］.中国优生与遗传杂志，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，郑裕明，汤敏中 .染色体多态性与生殖异常［J］.中国优生与遗传杂志，2005，13（4）：11.