NIPTでわかる性染色体の異常

文責　仲田洋美（総合内科専門医、がん薬物療法専門医、臨床遺伝専門医）

性染色体とは？

ヒトには46本の染色体があり、このうち１～２２番は常染色体。
性別に関係する染色体を性染色体といい、女性はXX, 男性はXYです。

x染色体とY染色体は両性で異なり，特有の遺伝形式をとり，最初の性の決定に関わることから，長年注目されています。
X染色体とY染色体は異なる構造をもち，異なる遺伝的調節を受けるのですが、男性の減数分裂時には対合します。
つまり、くっついてお互いの遺伝子を交換して子孫の多様性を実現するのです。
このような理由から性染色体の研究には特別な注意が払われてきました。

性染色体と性の決定

性を決定するのは染色体のxxとXYの組み合わせです。
Klinefelter症候群の男性は、1本のY染色体と2本のX染色体を含む47本の染色体をもつことがわかった（核型は47,XXY)。
一方でTurner症候群の女性のほとんどは、 1本だけのx染色体を含む45本の染色体しかもたないことがわかりました（核型は45,X)。
こうした発見により、正常な男性の発生においてY染色体が重要な働きをしていることが明らかになりました。

常染色体の異数性が非常に大きな影響を及ぽすのに比べて、X染色体の異数性核型は、男性においても女性においてもあまり大きな影聾を及ぽさないこともわかっています。
現在ではこのような現象は、X染色体とY染色体に固有の生物学的特性から説明できるようになっています。

性決定の過程

●受精時の染色体レベルの遺伝学的な性(chromosomal sex)の確立(XYまたはxx)。
●性腺の分化経路の間始による性腺の性(gonadal sex)の決定。通常はY染色体上の精巣決定因子の有無により決定される。
• 内性器・外性器の性特異的分化の進行。
• 特に思春期以降に、男性か女性としての表現型の性(phenotypic sex)を形成する二次性徴の発来。

性染色体は遺伝学的な性と性腺の性を定める上で決定的な役割を果たすのですが、性染色体と常染色体の両方に存在する多く遺伝子が、性決定とそれに続く性分化に関与しています。ほとんどの場合、これらの遺伝子の役割は各種の性分化疾患の患者から明らかになったものです。

Y染色体の構造と性の発逹における役割

分子レベルとゲノムレベルの双方でわかってきました。
男性の減数分裂ではX染色体とY染色体は通常短腕の末端部で対合し、この領域で組換えを行います。
この対合する領域は、X染色体とY染色体の偽常染色体領域を含むものです。
名前のとおり、この領域に存在するX染色体とY染色体上のコピーは基本的に同じであり、一対の常染色体のように第一減数分裂で相同組換えを起こすためです。
X染色体長腕とY染色体長腕の遠位末端には、より小さな第二の偽常染色体領域が存在します。
常染色体やX染色体と比べてY染色体には遺伝子が少なく、約20のタンパクを決定する100未満の遺伝子しかありません。
しかし、これらの遺伝子の多くは、性腺と性器の発達に関連した機能をもっています。

Y染色体の構造と性の発逹における役割

X色体異数性は細胞遺伝学的に最もよく認められる異常です。
X染色体に異常があっても発生が比較的可能であることは， X色体が2本あるうちの片方がほぼ不活化されていることで説明できます。
X染色体不活化は，女性が2本もっX色休のうちの1本にある遺伝子のほとんどがエピジェネティックに抑制される過程です。
もともと1本不活化されているくらいなので、X染色体が1本なくても結構大丈夫なのです。
X染色体不活化に関しては、別ページで説明することにします。

NIPTでわかる性染色体の本数の異常（異数性）により起こる疾患

ターナー症候群 (Monosomy X)
トリプル X症候群 (Trisomy X)>
クラインフェルター症候群 (XXY)
XYY症候群
XXYY 症候群

これらの詳細についてはそれぞれのページをご覧ください。