15號染色體異常

人類通常在每個細胞中有46條染色體，分為23對。15號染色體的兩個拷貝，一個從每個親本遺傳的拷貝，形成一對。15號染色體跨越超過1.02億個DNA構建塊(鹼基對)，佔細胞總DNA的3%以上。

識別每條染色體上的基因是遺傳研究的一個活躍領域。由於研究人員使用不同的方法來預測每條染色體上的基因數量，因此估計的基因數量會有所不同。15號染色體可能包含600至700個基因，這些基因提供製造蛋白質的說明。這些蛋白質在體內發揮著各種不同的作用。

15號染色體圖

遺傳學家使用稱為idiograms的圖表作為染色體的標準表示。影象顯示染色體的相對大小及其條帶圖案，這是當染色體用化學溶液染色然後在顯微鏡下觀察時出現的暗帶和亮帶的特徵圖案。這些條帶用於描述每條染色體上基因的位置。

15號染色體異常相關病症

1、15q13.3微缺失

15q13.3微缺失是染色體變化，其中在每個細胞中缺失一小塊15號染色體。缺失發生在染色體的長(q)臂上指定為q13.3的位置。大多數具有15q13.3微缺失的人缺少大約200萬個DNA構建塊(鹼基對)的序列，也寫成2兆鹼基(Mb)。刪除區域的確切大小各不相同，但通常包含至少6個基因。目前尚不清楚這些基因的丟失如何增加一些15q13.3微缺失患者的智力殘疾，癲癇發作，行為問題和精神疾病的風險。

其他15q13.3微缺失的患者沒有明顯的與染色體變化相關的體徵或症狀。在這些個體中，微缺失通常在進行基因檢測時被檢測到，因為它們具有受影響的親屬。目前尚不清楚為什麼15q13.3微缺失導致某些人的認知和行為問題，而其他人的健康問題很少或沒有。研究人員認為可能涉及其他遺傳或環境因素。

2、15q24微缺失

15q24微缺失是染色體變化，其中每個細胞中缺失一小塊15號染色體。具體而言，受影響的個體在15號染色體上q24位的DNA缺失1.7Mb和6.1Mb之間。缺失的確切大小不同，但所有個體缺失相同的1.2Mb區域。該區域包含幾個被認為對正常發育很重要的基因。目前尚不清楚這些基因的丟失如何導致智力障礙，獨特的面部特徵以及15q24微缺失患者常見的其他異常情況。

3、急性早幼粒細胞白血病

一種稱為急性早幼粒細胞白血病的血癌是由15號染色體和17之間遺傳物質的重排(易位)引起的。這種易位，寫為t(15; 17)，融合了部分15號染色體的PML基因。來自染色體17 的RARA基因的這種突變是在一個人的一生中獲得的，並且僅存在於某些細胞中。這種稱為體細胞突變的遺傳變異不是遺傳的。t(15; 17)易位被稱為平衡的相互易位，因為染色體彼此交換(互逆)並且沒有遺傳物質被獲得或丟失(平衡)。由該融合基因產生的蛋白質稱為PML-RARα。

PML-RARα蛋白的功能不同於來自正常PML和RARA基因的蛋白質產物。15號染色體上的PML基因提供了作為腫瘤抑制因子的蛋白質的說明，這意味著它可以防止細胞生長和分裂太快或以不受控制的方式分裂。PML蛋白阻斷細胞生長和分裂(增殖)並與其他蛋白質結合誘導自我破壞(凋亡)。該RARA17號染色​​體上的基因提供了製備稱為視黃酸受體α(RARα)的轉錄因子的說明。轉錄因子是附著(結合)DNA特定區域並幫助控制特定基因活性的蛋白質。通常，RARα蛋白控制對於未成熟白細胞的成熟(分化)重要的基因的活性(轉錄)超過稱為早幼粒細胞的特定階段。PML-RARα蛋白乾擾PML和RARα蛋白的正常功能。結果，血細胞滯留在前髓細胞階段，並且它們異常增殖。過量的早幼粒細胞在骨髓中積聚，不能形成正常的白細胞，導致急性早幼粒細胞白血病。

4、天使(Angelman)綜合症

天使(Angelman)綜合症是由每個細胞中15號染色體特定部分的基因活性(表達)喪失引起的。該區域位於染色體的長(q)臂上，命名為15q11-q13。該區域含有一種名為UBE3A的基因，當突變或缺失時，可能會導致Angelman綜合徵的特徵性神經系統特徵。

人們通常從每個親本遺傳一個UBE3A基因拷貝，並且這個基因的兩個拷貝都在身體的許多組織中開啟(活躍)。然而，在大腦的某些區域，只有從人的母親(母親副本)遺傳的副本才有效。這種親本特異性基因啟用是由稱為基因組印記的現象引起的。如果由於染色體變化或基因突變導致母體拷貝丟失，則一個人在大腦的某些部分將沒有UBE3A基因的工作拷貝。

在大多數情況下(約70%)，Angelman綜合徵是由15號染色體的母本拷貝中的缺失引起的。這種染色體變化刪除了包含UBE3A基因的15號染色體區域。因為遺傳自人父親(父本拷貝)的UBE3A基因的拷貝在大腦的某些部分通常是無活性的，所以母本15號染色體中的缺失在這些腦區域中沒有留下UBE3A基因的活性拷貝。

在3%至7%的Angelman綜合徵病例中，當一個人從他或她的父親那裡繼承兩份15號染色體而不是每個父母一份時，就會出現這種情況。這種現象稱為父親單親二體(UPD)。具有15號染色體的父親UPD的人有兩個UBE3A基因拷貝，但它們都是從父親遺傳的，因此在大腦中是無活性的。

大約10%的Angelman綜合徵病例是由UBE3A基因突變引起的，另外3%是由DNA區域的缺陷引起的，該區域控制UBE3A基因和15號染色體母本拷貝上的其他基因的啟用。在一小部分病例中，Angelman綜合徵是由染色體重排(易位)或UBE3A以外的基因突變引起的。這些遺傳變化異常地使UBE3A基因失活。

5、等二尖瓣15號染色體綜合徵

等二尖瓣15號染色體綜合徵是由每個細胞中存在一個異常的額外染色體(稱為陽極中心15號染色體)引起的。等距中心染色體包含遺傳物質的映象區段，並且具有兩個收縮點(著絲粒)，而不是正常染色體中的一個著絲點。在等二極體15號染色體綜合徵中，等陽性中心染色體由來自15號染色體的一段遺傳物質的兩個額外拷貝組成，端對端連線。通常，這種複製的遺傳物質包括15q11-q13區域。

細胞通常具有每個染色體的兩個拷貝，一個遺傳自每個親本。在具有陽極中心15號染色體綜合徵的人中，細胞具有通常的15號染色體的兩個拷貝加上在陽極中心染色體中的遺傳物質片段的兩個額外拷貝。額外的遺傳物質破壞了正常的發育過程，導致了這種疾病的特徵。這些特徵包括弱肌張力(張力減退)，智力殘疾，反覆發作(癲癇)，自閉症的特徵或影響溝通和社互動動的相關發育障礙，以及其他行為問題。一些具有陽極中心15號染色體的個體，其複製的遺傳物質不包括15q11-q13區域，沒有顯示該病症的跡象或症狀。

6、Prader-Willi綜合徵

Prader-Willi綜合徵是由15號染色體區域的活性基因缺失引起的。該區域位於染色體的長(q)臂上，命名為15q11-q13。雖然不同的基因與這兩種疾病有關，但是15號染色體的同一部分通常會受到Angelman綜合徵患者的影響。人們可能患有Prader-Willi綜合徵或Angelman綜合徵，但他們通常不能兼得。

人們通常從每個父母那裡繼承一份15號染色體。這條染色體上的一些基因僅在遺傳自人父親(父本)的拷貝上開啟(活躍)。這種親本特異性基因啟用是由稱為基因組印記的現象引起的。

在大約70%的病例中，Prader-Willi綜合徵發生在每個細胞中缺失父本15號染色體的15q11-q13區域時。具有這種染色體變化的人將缺少該區域中的某些關鍵基因，因為父本拷貝上的基因已被刪除，並且母本拷貝上的基因被關閉(無活性)。研究人員正在努力確定哪些缺失基因與Prader-Willi綜合徵的特徵相關。

在大約25%的病例中，患有Prader-Willi綜合徵的人從母親那裡繼承了15份15號染色體，而不是從每位父母那裡複製了一份。這種現象稱為母親單親二體。具有兩個15號染色體母本拷貝的人將不具有15q11-q13區域中某些基因的活性拷貝。

在一小部分病例中，Prader-Willi綜合徵是由稱為易位的染色體重排引起的。極少數情況下，這種情況是由突變或其他缺陷引起的，這種缺陷異常地使15號染色體的父本拷貝上的基因失活。

7、感覺神經性耳聾和男性不育

感覺神經性耳聾和男性不育是由於15號染色體的長(q)臂遺傳物質的缺失引起的。感覺神經性耳聾和男性不育症的症狀與該地區多個基因的喪失有關。刪除的大小因受影響的個體而異。研究人員已經確定，15號染色體STRC上特定基因的丟失是受影響個體聽力損失的原因。在15號染色體的同一區域中另一個基因CATSPER2的丟失是造成精子異常的原因，這導致受影響的男性無法生育孩子(不育)。研究人員正在努力確定缺失區域中其他基因的丟失如何影響患有感音神經性耳聾和男性不育的人。

15號染色體數量或結構的其他變化可導致智力殘疾，延遲生長髮育，肌張力減退和麵部特徵。這些變化包括每個細胞中部分15號染色體的額外拷貝(部分15三體)，每個細胞中缺失的染色體片段(部分單體15)和稱為環15號染色體的環狀結構。染色體在兩個地方斷裂並且染色體臂的末端融合在一起形成圓形結構。

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