年齡提高卵母細胞染色體異常機率

年齡提高卵母細胞染色體異常機率

Print Friendly

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。

66529_p1

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。

延伸閱讀

  1. 染色體數目變異產生的疾病(Chromosome)
    http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=7313
  2. 唐氏症(Down’s syndrome)簡介-上下
    http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=29820
    http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=29830

參考文獻

http://www.nature.com/ncomms/2015/150701/ncomms8550/full/ncomms8550.html

發表迴響

你的電子郵件位址並不會被公開。 必要欄位標記為 *


4 − 1 =