父亲的X染色体可能是女性自身免疫性疾病高发的线索
加州大学洛杉矶分校的科学家发现了自身免疫性疾病在女性中比男性更普遍的一个原因。男性继承了母亲的X染色体和父亲的Y染色体,而女性则继承了父母双方的X染色体。新的研究表明,每条X染色体的调节方式存在差异,这表明女性从父亲那里获得的X染色体可能有助于解释她们更活跃的免疫系统。
该研究的主要作者朗达·沃斯库尔博士说:“多年来,人们都知道女性比男性更容易患上自身免疫性疾病。”朗达·沃斯库尔博士是加州大学洛杉矶分校神经学教授,也是加州大学洛杉矶分校多发性硬化症项目的主任,同时也是多发性硬化症研究的杰克·h·斯科博尔主席。“弄清楚原因可以帮助我们开发治疗这些自身免疫性疾病的新药。”
自身免疫性疾病,如多发性硬化症和类风湿性关节炎,会影响人体对抗病毒、细菌和感染的能力。这一问题导致人体的免疫细胞转而攻击身体。
女性的免疫反应通常比男性更强,对某些疫苗和感染的反应更强烈。然而,沃斯库尔说,这种增强的免疫系统也使女性患多发性硬化症的可能性是男性的三倍,患狼疮的可能性是男性的九倍,而且更容易患上其他一系列自身免疫性疾病。性激素——睾酮和雌激素——在这些差异中的作用已经得到了充分的研究,但性别的作用染色体一直不太清楚。
在新作品中,发表于美国国家科学院院刊, Voskuhl和她的同事们专注于从父母双方遗传的X染色体之间的差异。他们首先分析了雄性(XY)和雌性(XX)染色体组小鼠的基因表达水平。他们在雌性小鼠的免疫细胞中,在X染色体上发现了少量与免疫系统相关的基因,这些基因表达较少——产生的相应分子较少。
为了进一步研究这些差异,Voskuhl团队接下来比较了只有一条X染色体的小鼠——要么是母系X染色体,要么是父系X染色体。他们确定了X染色体中的甲基化水平——甲基化学基团添加到dna中。众所周知,甲基化会降低或阻止基因的表达。而当甲基甲基化模式不是DNA序列本身的一部分,可以从父母传给孩子。研究人员发现,父系X染色体上的甲基化比母系X染色体上的甲基化更多。最后,他们证实了X染色体上的几个基因在父系X染色体上的表达比母系X染色体要少。
“我们在这里讨论的不是影响基因序列的突变,而是影响相同基因序列在女性和男性中表达差异的信号。这些差异在传统的基因研究中会被忽略,”Voskuhl说。
研究结果表明,与母亲在卵子中传递给后代的X染色体相比,包裹在精子中并从父亲传递给女儿的X染色体可能具有更高水平的甲基化。这种甲基化会抑制某些免疫系统的表达基因这使得女性的免疫活动不同于男性。
“如果你能找到针对这些差异的甲基化调节因子,你可能能够减少女性的免疫反应来治疗自身免疫性疾病Voskuhl说。“展望未来,当人们将性别视为疾病的生物变量时,它可以导致新的治疗策略。”
需要做更多的工作来确定是否在人类和小鼠中也看到同样的情况,以及甲基化差异是否会导致自身免疫性疾病风险的可测量差异。沃斯库尔说,这项新研究是更好地理解性别差异的重要一步疾病2016年,美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)强调了这一目标的重要性,要求研究人员在资助申请中“将性别视为一个生物变量”。