Y染色体(右)可能是染色体中最短小的，但失去它可能会导致心脏衰竭和死亡。
本报讯 随着年龄的增长，男性不仅失去了头发、肌肉张力和膝关节软骨，他们也开始失去细胞中的Y染色体。科学家已经将Y染色体的消失与一系列疾病和更高的死亡风险联系起来，但目前还缺乏充分的直接证据。
7月14日，美国弗吉尼亚大学的研究人员在《科学》发表论文指出，在移除雄性小鼠的Y染色体后，这些小鼠比携带Y染色体的小鼠死得更早，这可能是因为它们的心脏变得更僵硬了。未参与该研究的英国剑桥大学人类遗传学家John Perry认为，这是迄今为止证明失去Y染色体对健康有害的最好证据。
Y染色体只携带了71个基因，不及X染色体的1/10，这可能就是为什么当细胞分裂时，这种染色体有时不能传递的原因。分析血液样本是检测Y染色体缺失的最简单方法。研究人员发现，在大约40%的70岁老人和57%的93岁老人中，至少有部分白细胞缺少染色体，在一些老年男性中，超过80%的细胞可能缺少一条Y染色体。
细胞可以在没有Y染色体的情况下存活和繁殖，但某些细胞中缺乏Y染色体的男性更容易患心脏病、癌症、阿尔茨海默病和其他与衰老有关的疾病。
该论文通讯作者之一、弗吉尼亚大学分子生物学家Kenneth Walsh表示，这种情况可能是美国男性寿命平均比女性短5年的一个原因。
为了测试移除Y染色体是否会损害健康，Walsh团队对38只小鼠进行了骨髓移植。他们使用CRISPR-Cas9基因编辑工具删除了小鼠骨髓细胞中的Y染色体，然后将改变后的细胞插入骨髓被移除的年轻雄性小鼠中。这种替换并没有将Y染色体从受体中剔除，而是将白细胞中Y染色体的比例调至与许多Y染色体缺失的人的比例大致相同。37只对照组小鼠也接受了骨髓移植，但保留了Y染色体。
研究人员对两组啮齿动物进行了近两年的跟踪调查，发现缺乏Y染色体的小鼠更有可能在此期间死亡，其中只有约40%在移植后存活了600天，而对照组小鼠中约有60%存活了600天。
失去Y染色体的小鼠的心脏功能也较弱——大约15个月后，心脏的收缩强度下降了近20%。
此外，在缺失Y染色体的小鼠心脏中，坚韧结缔组织建立，即所谓的纤维化过程激增。这种堆积物会使心脏变硬，削弱其泵血能力。
研究人员对小鼠进行的骨髓移植并没有消除心肌细胞中的Y染色体，骨髓中产生的巨噬细胞却“溜”进了心脏。科学家发现，缺乏Y染色体的小鼠体内许多巨噬细胞开始促进纤维化，刺激心脏中的其他细胞出现更多的结缔组织。
类似的情况也可能发生在人类身上，Walsh团队从英国生物银行中获得了超过15000名男性的DNA和生存信息。他们发现，白细胞中Y染色体缺失40%的男性，死于循环系统疾病的可能性比染色体更丰富的男性高31%。研究人员进一步分析与Y染色体缺失相关的死亡原因时发现，几种心脏疾病，包括心力衰竭皆与之关系紧密。
Walsh表示，失去Y染色体会刺激心脏纤维化，导致心力衰竭和更早死亡。“长期以来，研究人员一直低估Y染色体对健康的影响，因为它携带的基因很少，但有证据表明，缺少它会惊人地缩短寿命。”
然而，阿尔伯特·爱因斯坦医学院心脏病学家Nikolaos Frangogiannis警告说，该结果并不能证实纤维化的增加会杀死小鼠，在缺失Y染色体的动物中，纤维化相当微妙。啮齿动物的心脏衰弱没那么糟糕，也不会致命，这些小鼠可能死于其他一些与心脏相关的原因。尽管如此，他也认为，该研究非常令人兴奋，而且可能会对人们认识心力衰竭的方式产生重大影响。（辛雨）
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/science.abn31
