年齡提高卵母細胞染色體異常機率

Posted on 2015/12/16 in 新知, 生命科學, 科技報導, 遺傳, 遺傳疾病 with 沒有迴響 6,383 views

年齡提高卵母細胞染色體異常機率
(The frequency of the oocyte chromosome errors increases with age)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源：加齢による卵子の染色体数異常の原因を特定

卵母細胞(oocyte)經2次減數分裂，分配正確的染色體數至卵子。若染色體分離發生錯誤，就會產生染色體數異常的卵子。異常卵子即使受精，也幾乎不會達到發育成熟的生產階段，即使產下胎兒，也會出現染色體數異常的先天性疾病，如唐氏症(Down’s syndrome)。流產胚胎或唐氏症等染色體數異常的主要原因，在於卵母細胞第一次減數分裂的染色體分離錯誤。已知染色體分離錯誤的機率會隨母體年齡增加，但過去仍不知為何年齡增長會提高染色體分離錯誤的機率。

1968年英國科學家已觀察到老化小鼠卵母細胞自二價染色體(bivalent chromosome)分離為一價染色體(univalent chromosome)時，可能發生染色體分離錯誤。近年多個研究團隊發現，老化小鼠及人類卵母細胞的染色體黏著因子-黏蛋白(cohesion)數量減少。因此科學家提出隨年齡增長，卵母細胞的二價染色體分離為一價染色體過程，易引起染色體分離錯誤之假說。但一直無法找到支持該假說的直接證據。

圖片來源 : http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150701_3/

為驗證該假說，日本理化學研究所為主的國際研究團隊，首先進行自然老化小鼠作為模式動物的研究。然後自16個月大的老化小鼠回收卵母細胞，藉螢光蛋白分別標識細胞內的染色體及著絲點(kinetochore)，在顯微鏡下誘導卵母細胞第一次減數分裂，透過即時影像技術(live image technique)，對染色體分離前，染色體及著絲點的運動過程予以攝影，攝影後經3D影像建置，於電腦追蹤全部染色體及著絲點的運動狀態，檢測出染色體分離錯誤。

該團隊自老化小鼠超過300個以上卵母細胞的第一次減數分裂予以攝影及解析，發現高達20個卵母細胞出現染色體分離錯誤；相對地，年輕小鼠則未出現任何染色體分離錯誤。藉此瞭解老化小鼠卵母細胞發生染色體分離錯誤的機率會增加。

當中最常見的染色體分離錯誤是均等過早分裂(balanced predivision)，屬於第一次減數分裂錯誤，導致後續第二次減數分裂形成染色體數異常。經解析發現，有8成錯誤出現二價染色體過早分離(precocious segregation)為一價染色體現象。顯示染色體要能正確分離，需將二價染色體結構，維持至分離的瞬間為止。但老化小鼠卵母細胞的二價染色體，過早受到微管(microtubule)往相反方向牽引，分離為一價染色體。

該研究顯示，若能抑制二價染色體過早分離為一價染色體，就有希望抑制隨年齡增長所出現的染色體數異常。該成果於2015年7月刊載科學期刊「Nature Communications」。

名詞解釋

卵子 : 雌性配子，包括人類等哺乳動物，卵巢內發育的卵母細胞，於排卵前會完成第一次減數分裂，形成卵子。排卵後的卵子若與精子受精，則完成第二次減數分裂，變成受精卵，開始胚胎發育。

二價染色體 : 第一次減數分裂染色體分離前的構造。自母方配子及父方配子的同源染色體，能發生基因置換，且同源染色體間會形成染色體交叉(chiasma)。染色體交叉由蛋白質複合體-黏蛋白(cohesion)所維持。同源染色體間的染色體交叉，若發生分離，將變成2個一價染色體。

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