隨著醫(yī)學(xué)水平的進(jìn)步,人類預(yù)期壽命也在逐漸延長,但女性的壽命始終要比男性長。
國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,從2000年到2015年的15年間,男女平均預(yù)期壽命之差由3.7歲擴(kuò)大到了5.79歲。除了我國以外,世界許多國家的人口數(shù)據(jù)都顯示,在有記載的各個時期,女性壽命都要比男性長。
這是為什么呢?
科學(xué)家此前觀察到,隨著年齡增長,男性不僅會失去頭發(fā),肌肉和膝蓋軟骨能力,他們的細(xì)胞也開始失去Y染色體,Y染色體缺失的男性更有可能英年早逝,并患上各種與年齡相關(guān)的**。
美國弗吉尼亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在國際**學(xué)術(shù)期刊 Science 上發(fā)表了題為:Hematopoietic loss of Y chromosome leads to cardiac fibrosis and heart failure mortality 的研究論文。
該研究表明,隨著年齡增長,雄性動物的Y染色體丟失會損害它們的心臟,并*終導(dǎo)致全身纖維化。這一發(fā)現(xiàn)將有助于解釋為什么男性的平均壽命比女性短,并提供了**個確切的證據(jù),證明Y染色體丟失會直接對男性健康和壽命造成有害影響。
這項(xiàng)研究提示了我們,針對Y染色體丟失的**,可以幫助男性活得更久、更健康。
眾所周知,女性有兩條X染色體,而男性有一條X染色體和一條Y染色體。相比 X 染色體,Y染色體顯得有些微不足道:只攜帶了71個基因,還不到X染色體的十分之一。
除了性別決定之外,關(guān)于Y染色體的生物學(xué)作用的信息還很少。因此,研究血液中Y染色體嵌合缺失(mLOY)有助于深入了解Y染色體的生理作用。
mLOY現(xiàn)象通常發(fā)生在更新周期很短的細(xì)胞中,血液細(xì)胞就是其中之一,但不同發(fā)育來源的生殖細(xì)胞則不會發(fā)生這種情況。
造血細(xì)胞的mLOY現(xiàn)象是白細(xì)胞中*常見的合子后突變。這種情況發(fā)生的頻率會隨年齡和吸煙狀態(tài)的增加而增加,并與不確定潛能的克隆造血狀態(tài)有關(guān)。
目前,分析血液樣本是檢測mLOY*簡單的方法。研究人員已發(fā)現(xiàn),在大約40%的70歲老人和57%的93歲老人中,至少有一些白細(xì)胞丟失了Y染色體;而白細(xì)胞中的mLOY現(xiàn)象與男性易患心臟病、癌癥、阿爾茲海默癥和其他衰老相關(guān)的**有關(guān)。
在這項(xiàng)新研究中,研究團(tuán)隊(duì)通過使用CRISPR-Cas9基因編輯特異性靶向Y染色體著絲粒的重復(fù)DNA序列,構(gòu)建了造血mLOY小鼠模型,以更好地理解血液中Y染色體丟失對健康的影響。他們對38只小鼠進(jìn)行了骨髓移植,并使用CRISPR-Cas9敲除了小鼠骨髓細(xì)胞中的Y染色體,然后將改變后的細(xì)胞植入骨髓已被移植的年輕雄性小鼠體內(nèi)。另外37只對照組小鼠也接受了骨髓移植,但保留了Y染色體。
研究人員發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組小鼠并沒有完全失去Y染色體,其白細(xì)胞中的Y染色體丟失的比例在49%-81%之間 ,這與許多存在Y染色體丟失的老年男性比例差不多。
隨后,研究人員觀察到,在將近兩年的時間里,缺少Y染色體的小鼠在此期間更有可能死亡。實(shí)驗(yàn)組小鼠中只有約40%在移植后存活了600天;而對照組小鼠的這一比例約60% 。
此外,失去Y染色體的小鼠心臟也較脆弱。在大約15個月后,它們的心臟收縮強(qiáng)度下降了近20% ,并且纖維化過程在小鼠心臟中激增。這種情況導(dǎo)致心臟變硬,損害其泵血能力,從而增加了死亡風(fēng)險(xiǎn)
他們還發(fā)現(xiàn),骨髓移植后的小鼠并沒有**心肌細(xì)胞中的Y染色體,但骨髓中產(chǎn)生的巨噬細(xì)胞會進(jìn)入心臟,使小鼠的**系統(tǒng)也出現(xiàn)了一系列復(fù)雜的反應(yīng),導(dǎo)致了全身纖維化的過程。研究人員認(rèn)為,這種**系統(tǒng)內(nèi)的拉鋸戰(zhàn)可能會加速**發(fā)展。
類似事情可能正在人類中發(fā)生。研究人員隨后對來自英國生物樣本庫(UK BioBank)中15743名男性的DNA數(shù)據(jù)(中位隨訪時間為11.5年)進(jìn)行了三次不同類型的分析。他們確定,與染色體數(shù)量較多的男性相比,那些至少40%的白細(xì)胞失去Y染色體的男性死于循環(huán)系統(tǒng)**的可能性要高出31%。當(dāng)研究人員進(jìn)一步分析死亡原因時確定了幾種心臟**,包括心力衰竭。
這些研究結(jié)果表明,針對Y染色體丟失的**,可以幫助男性活得更久、更健康。
研究團(tuán)隊(duì)指出,吡非尼酮(Pirfenidone)可能可以作為一種潛在的**選擇。吡非尼酮是一種具有廣譜抗纖維化作用的吡啶酮類化合物,能防止和逆轉(zhuǎn)纖維化和瘢痕的形成。它已經(jīng)被美國食品和**管理局(FDA)批準(zhǔn)用于**特發(fā)性肺纖維化。該**目前正在進(jìn)行心力衰竭和慢性腎病**的臨床試驗(yàn)。
研究團(tuán)隊(duì)表示,Y染色體丟失的男性對這種**和其他正在開發(fā)的抗纖維化**的反應(yīng)會很好,但還需要更多的研究來確認(rèn)這一點(diǎn)。
目前,臨床上還沒有簡單的方法來確定哪些男性的Y染色體丟失。該研究共同通訊作者、烏普薩拉大學(xué)遺傳學(xué)和病理學(xué)系的 Lars Forsberg 博士開發(fā)了一種成本低廉的PCR檢測系統(tǒng),就像核酸檢測一樣,可以檢測Y染色體的丟失情況,但目前這種檢測方法還處于實(shí)驗(yàn)室使用階段。
該研究的共同通訊作者、弗吉尼亞大學(xué)的 Kenneth Walsh 教授認(rèn)為,如果人們對這項(xiàng)研究的興趣持續(xù)下去,而且它被證明在男性**的預(yù)后方面具有實(shí)用性,并能帶來個性化的**方法,那么在可預(yù)見的未來,這種針對Y染色體丟失的檢測將成為一種常規(guī)診斷檢測。
他還表示,隨著年齡的增長,我們所有細(xì)胞的DNA都將不可避免地積累突變。因此,檢查Y染色體丟失和其他獲得性突變的研究對于開發(fā)針對這些特定突變量身定制的個性化**具有很大的前景。