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Take Home Message
• 100 年前科學家發現了染色體在雄性和雌性上的差異，進而發現人類性別也是由染色體決定，開啟後續的性染色體研究。
• 隨著年紀增長，男性細胞會丟失Y 染色體，並與許多病症有正相關性。在動物實驗也證實移除Y 染色體會導致心臟病。
• 由於Y 染色體的基因無法透過與X 染色體交換並修復，因此研究人員估計約1000 萬年後人類的Y 染色體會完全消失。

2013 年的數據顯示，全世界女性平均壽命約為70.4 歲，男性則少了約4 歲；歐盟的女性壽命約為83 歲，男性則約為77.2 歲。從數據中顯示，即使歐盟的人民生活水準和公共衛生程度高，再加上醫療技術水準先進，使整體平均壽命較全球的數據高⸺但男性的壽命還是比女性短了5.8 歲。

性染色體的發現

在談及上述現象之前，讓我們先來了解「性染色體」。史蒂文斯（Nettie Stevens） 是一位美國遺傳學研究者（圖一），她在1905 年研究麵包蟲（Tenebrio molitor）的生殖生物學特性時發現：雄蟲精子的染色體有兩種類型。一類精子帶有十條大小相同的染色體，另一類精子則是有九條大染色體和一條小染色體；而雌蟲卵子則是皆帶有十條大染色體。她將小條染色體命名為Y，大條染色體則命名為X 。當她將帶有小條染色體的精子（Y）與卵子（X）交配後，會產生雄蟲（XY）；而帶有大條染色體的精子與卵子交配後則是產生雌蟲（XX）。後來，科學家也證實人類性別的決定跟麵包蟲一樣，男性是XY、女性是XX（圖二）。史蒂文斯的發現確認了細胞內性染色體的存在，並為後續的性染色體研究開創了新契機。

圖一：美國遺傳學研究者。史蒂文斯

圖二：人類性別是由染色體決定，男性是 XY、女性是 XX。
（Nami-ja, public domain, Wikimedia Commons）

為何男性壽命平均比女性少五年？Ｙ染色體的消失

研究人員長久以來已經知道相較於女人，男人較容易出現掉髮、肌肉無力和關節軟骨痿縮等現象。不過更令研究者們詫異的是：隨著年紀增長，許多男性的細胞會出現「丟失Y 染色體」（loss of Y chromosome, LOY）的症狀，而且伴隨著多種疾病的發生。因此他們長期以來便懷疑「丟失Y 染色體」可能是導致男人壽命較短的主要原因，但真正的機制沒人知道。

雖然Y 染色體帶給男人雄性氣魄，但事實上它只帶有約50 組基因，約只有X 染色體數目的1/10 而已。1963 年發表在《自然》（Nature）期刊上的一篇論文首次揭露了一項事實：年紀大的男人白血球會失去Y 染色體。當時的科學家認為這可能是人類老化過程的現象之一，並沒有特別的意義。但是在2013 年的一項研究發現男人喪失了Y 染色體後，會調降體細胞染色體基因表現，研究人員將這個現象稱為「Y 染色體極度調降」（extreme down regulation of chromosome Y, EDY）。而生物化學功能的大幅調降還被發現會伴隨骨髓增生性腫瘤（myeloproliferative neoplasms, MPN）、急性骨髓性白血病（acute myeloid leukemia, AML）、B細胞淋巴瘤（B-cell lymphomas/leukemias）、骨髓增生不良症候群（myelodysplastic syndrome,MDS）等症狀發生，最終導致多種癌症。

Y 染色體消失與疾病的相關性

2016 年瑞典的研究人員調查了3200 位男性（37 ～96 歲，平均年齡73 歲），發現其中約17％的白血球表現出「丟失Y 染色體」的症狀。進一步分析後，他們注意到「丟失Y 染色體」的男性與發展出阿茲海默症（Alzheimer's disease, AD）的機率有正相關，但真正的機制仍不清楚。……【更多內容請閱讀科學月刊第636期】