女性通常擁有兩條X染色體，分別繼承自父親和母親。然而，在她們的每個細胞中，僅需一條X染色體活躍運作，另一條會通過隨機失活機制被關閉。一些細胞依賴母源X染色體，另一些則依賴父源X染色體。

一項針對小鼠的研究表明，當雌性小鼠的腦細胞僅表達母源X染色體時，其記憶力和認知能力的衰退速度顯著快于那些同時表達父源和母源X染色體的同類。

X染色體的失活

在哺乳動物中，雄性和雌性的絕大多數染色體對是相同的，但性染色體卻有所不同。雌性通常擁有兩條X染色體（XX），而雄性則擁有一條X染色體和一條Y染色體（XY）。

在性別差異中，除了性染色體X和Y的數量發揮了重要作用之外，還有另一個關鍵機制——基因組印記。大多數基因會從父親和母親的染色體中各表達一份。然而，只有雌性會從父親那里繼承X染色體，因此，那些僅從父源X染色體表達的印記基因，只會在雌性體內表達。這種印記基因的存在可能是導致性別差異的重要原因之一。

盡管雌性和雄性都繼承了母源X染色體，但兩性之間的差異還可能來源于X染色體失活的過程。在雌性個體的每個細胞中，母源X染色體或父源X染色體中的一條會通過表觀遺傳機制隨機被關閉或沉默，從而防止雌性體內X染色體基因產物的數量是男性的兩倍。

在雄性中，任何僅從母源X染色體表達的印記基因會在所有細胞中激活，而在雌性中，由于X染色體失活的存在，這些基因不能在所有細胞中表達。

如果X染色體失活是完全隨機的，那么雌性體內約一半的細胞會沉默母源X染色體，另一半細胞會沉默父源X染色體。然而，如果失活具有傾向性（偏向父源或母源X染色體），這種比例將發生偏移，導致表達該基因的細胞數量多于或少于一半。

由于這種具有“傾向性”的X染色體失活在雌性中十分常見，因此這種機制不僅可能導致兩性差異，也會引發雌性個體之間的變異。

X染色體與腦健康

過去的許多研究已經證明，X染色體對腦健康至關重要。X染色體上的基因突變常導致智力障礙，而出生時僅有一條X染色體的女性（特納綜合征）常表現出認知功能受損。由于X染色體包含大量與腦功能相關的基因，因此探討其在腦衰老過程中的作用尤為重要。

在新的研究中，研究人員就深入探討了X染色體對小鼠的腦衰老和認知的影響。他們聚焦X染色體的親本來源——即染色體來自父親還是母親——對腦細胞的潛在影響。

在實驗中，他們培育了一組雌性小鼠，這些雌性小鼠要么僅表達母源X染色體，要么同時表達母源和父源X染色體。研究人員發現，僅表達母源X染色體的老年雌性小鼠在記憶和學習能力上表現更差。進一步研究顯示，母源X染色體加速了海馬區域的衰老，而海馬是學習和記憶的關鍵腦部區域。

通過對腦細胞進行深入分析，研究團隊發現，某些基因在母源X染色體上完全沉默，而在父源X染色體上保持活躍。當研究人員使用CRISPR基因編輯技術激活母源X染色體上的沉默基因時，這些年老的雌性小鼠的認知能力得到了顯著改善。

這些實驗結果綜合表明，X染色體的親本來源對腦健康和認知功能具有重要影響。那些因隨機因素而更多表達母源X染色體的女性，可能在衰老過程中更容易出現認知障礙，或者面臨更高的患阿爾茨海默病等疾病的風險。

進化意義與未來方向

盡管這項研究并未明確揭示為何母源X染色體相比父源X染色體會加速腦衰老，但研究人員推測，這可能是由于母源X染色體上的某些被抑制基因在生命早期提供了某種進化優勢。這些基因表達模式或許對早期腦發育非常重要，但在生命后期卻可能帶來代價，加速了老年腦功能的衰退。

研究人員計劃進一步探討X染色體在腦衰老中的作用，以及是否可以解釋人類腦疾病或記憶退化的風險。他們希望，這項研究或將能為延緩腦衰老、改善認知健康提供新思路。這對兩性均具有潛在益處。

#參考來源：

https://www.eurekalert.org/news-releases/1070837

https://www.nature.com/articles/d41586-025-00079-2

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08457-y

#圖片來源：

封面圖&首圖：Saydung89 / Pixabay