人間を含むほとんどの哺乳類はXNUMXつ持っています 性染色体、XおよびY。通常、XNUMXつの性染色体は各親から継承され、体のすべての細胞でXXまたはXYのいずれかとしてペアになります。 XX染色体を持つ人々は通常女性として識別され、XY染色体を持つ人々は通常男性として識別されます。 これらの染色体上の遺伝子は、発達と機能において重要な役割を果たしています。 心臓病がどのように発症するか.
私がなる前に 生物医学エンジニア 性染色体が心臓にどのように影響するかを研究して、高校の理科の授業でX染色体のXNUMXつの奇妙な機能について学びました。 三毛猫 例。
雌の三毛猫は、コートの色を定義する遺伝子がX染色体上にあるため、ほとんどの場合、オレンジと黒の毛皮の斑点があります。 オレンジ色の猫が黒猫と交尾するとき、通常は各親からXNUMXつのX染色体を継承する女性の子孫は、オレンジ色と黒い毛皮の混合物を持ちます。一方のX染色体はオレンジ色の毛皮をエンコードし、もう一方は黒い毛皮をエンコードします。 このため、通常XNUMXつのX染色体とXNUMXつのY染色体を持つオスの猫は、オレンジ色または黒色の無地のコートを持っています。
三毛猫とべっ甲猫は、XNUMXつのX染色体のうちXNUMXつだけが各細胞で活性化されるため、毛皮の色とりどりのパッチがあります。
この毛皮の色の性差は生物学的にどのように起こりますか？ 結局のところ、XX染色体を持つ細胞は経験します X染色体不活性化：一方の親から継承されたX染色体がオフになっているセルもあれば、もう一方の親から継承されたX染色体がオフになっているセルもあります。 雌の三毛猫の細胞では、一方のX染色体がオレンジ色の毛皮を持つ親に由来し、もう一方のX染色体が黒い毛皮を持つ親に由来する場合、X不活性化はオレンジ色と黒色の毛皮の斑点を引き起こす可能性があります。
X不活性化は、猫や人のような生物が適切に機能するために必要なX染色体がXNUMXつだけであるために発生します。 正しい「用量、」X染色体のXNUMXつがすべてのセルでオフになっています。 しかし、不活性化されたX染色体上の遺伝子のいくつか 不活性化を回避する オンのままにします。 実際には、 三分の一まで 人々のX染色体上の遺伝子の一部は不活化を免れることができ、それらは 健康と病気の調節.
X不活性化は、複数のX染色体を持つ人々でのみ発生するため、私のような研究者は、XNUMX番目のXで不活性化を免れる遺伝子が、XX染色体を持つ人々の健康にどのように影響するかを調べています。 特定の条件では、 セルセックス 問題の中心にあるかもしれません。
心の変化
X染色体エスケープ遺伝子が部分的に調節するXNUMXつの病気は 大動脈弁狭窄症、体の残りの部分への血流を制御する心臓の部分が硬くなり、狭くなる状態。 これにより、心臓が血液を送り出すのが難しくなり、最終的に心不全につながる可能性があります。 さびた蝶番でドアを押し開けようとする人のように、心臓は疲れます。 現在、AVS病の症状を遅らせたり止めたりするのに利用できる効果的な薬はありません。
大動脈弁狭窄症の心臓は、狭くなった大動脈弁を通って体の残りの部分に血液を押し出すために、より強くポンプで送る必要があります。 クレジット：SuneErichsen / Wikimedia Commons、 のCC BY-SA
概して、研究者は 性ホルモン 弁組織の硬化における性差を促進します。 それはそう、 エストロゲンレベルの低下 閉経中は心臓の線維化を悪化させる可能性があります。 しかし、XXおよびXYマウスの心血管疾患に関する研究では、性差はその後も持続することがわかっています 外科的に切除する 性ホルモンを産生する生殖器官。
私のチームと私 仮定 X染色体不活性化を免れる遺伝子は、XX染色体を持つ人々に特有であり、弁の硬化におけるこれらの違いを促進している可能性があること。 このアイデアをテストするために、私たちは弁組織のバイオエンジニアリングモデルを使用して開発しました ヒドロゲル。 ヒドロゲルは弁組織の硬さを模倣します 従来のペトリ皿媒体よりも優れています、体により近い環境で心臓細胞を研究することができます。
XX染色体を持つ心臓組織は、XY染色体を持つ細胞よりも瘢痕化を促進する細胞の濃度が高くなっています（緑色、青色の核）。 クレジット：Brian Aguado、 CC BY-NC-ND
ヒドロゲルモデルで成長させた細胞は、弁組織に見られる性差を再現できることがわかりました。つまり、XX染色体を持つ弁細胞は、XY染色体を持つ細胞よりも瘢痕が多かったのです。 さらに、X染色体不活性化を回避した遺伝子の活性を低下させると、XX染色体細胞の瘢痕化を低下させることができました。
次のステップは、モデルを使用して、細胞の性別に基づいてAVSに最適な治療法を決定することでした。 XX弁細胞は、瘢痕化を促進する遺伝子を標的とするこれらの薬剤に対して、XY細胞よりも感受性が低いことがわかりました。 ただし、X染色体不活性化を回避する遺伝子を特異的に標的とする薬剤は、XX細胞に対してより強い影響を及ぼします。
すべての人に公平なケア
心血管疾患における性差と性差は蔓延しています。 例えば、 女性は可能性が低い ガイドラインの推奨にもかかわらず、男性よりも心血管薬を処方され、そして トランスジェンダーの個人 シスジェンダーの人々よりも心臓発作の発生率が高いです。
私たちの仕事は、心血管疾患の治療法の開発において公平性を達成するためのもうXNUMXつのステップを踏み出します。 私のチームと私は、性染色体を考慮に入れることで、細胞の「seXX」に関係なく、すべての人の治療戦略を最適化できると信じています。
カリフォルニア大学サンディエゴ校助教授、ブライアンアグアードによって書かれました。
この記事は、 会話.
