Embryology · 2.5
配偶子形成：異常
Gametogenesis — Abnormalities
🧠 配偶子形成gametogenesis配偶子形成（gametogenesis）gametogenesis（配偶子形成）の異常は「染色体の数」の異常と「染色体の構造」の異常に大別する。 数の異常の主犯は減数分裂での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）で、これが第1分裂で起きるか第2分裂で起きるかで生じる配偶子の組成が変わる。母体年齢が上がるほど不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）のリスクが上がるのは、卵母細胞oocyte卵母細胞（oocyte）oocyte（卵母細胞）が減数第1分裂first meiotic division (meiosis I)減数第1分裂（first meiotic division (meiosis I)）first meiotic division (meiosis I)（減数第1分裂）前期prophase前期（prophase）prophase（前期）で数十年停止し続けること（02-4-oogenesis）と関連づけて理解する。
染色体不分離
不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）とは、減数分裂（または稀に体細胞分裂cell division細胞分裂（cell division）cell division（細胞分裂））で対になった染色体（または姉妹染色分体sister chromatid姉妹染色分体（sister chromatid）sister chromatid（姉妹染色分体））が正しく分離せず、同じ細胞へ一緒に移動してしまう現象。結果として、一方の配偶子は染色体が1本多く、他方は1本少なくなる。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='first meiotic division (meiosis I)'>減数第1分裂</span>で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='non-disjunction'>不分離</span>"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='homologous chromosomes'>相同染色体</span>が分離せず同じ極へ<br>→ 生じる配偶子は全て<span class='jp-term jp-term-diagram' title='aneuploidy'>異数性</span>（n+1 または n−1）"]
C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='second meiotic division (meiosis II)'>減数第2分裂</span>で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='non-disjunction'>不分離</span>"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sister chromatid'>姉妹染色分体</span>が分離せず同じ極へ<br>→ 生じる配偶子は一部のみ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='aneuploidy'>異数性</span>（正常な配偶子も生じる）"]- 減数第1分裂first meiotic division (meiosis I)減数第1分裂（first meiotic division (meiosis I)）first meiotic division (meiosis I)（減数第1分裂）での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）: 生じる4個の配偶子すべてが異常（2個が n+1、2個が n−1）。
- 減数第2分裂second meiotic division (meiosis II)減数第2分裂（second meiotic division (meiosis II)）second meiotic division (meiosis II)（減数第2分裂）での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）: 影響を受けるのは一部の配偶子のみ（正常な配偶子も一部生じる）。
⭐ 母体年齢の上昇は、特に減数第1分裂first meiotic division (meiosis I)減数第1分裂（first meiotic division (meiosis I)）first meiotic division (meiosis I)（減数第1分裂）での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）のリスクを高める（21トリソミーtrisomy 2121トリソミー（trisomy 21）trisomy 21（21トリソミー）の母体高齢との関連が代表例）。卵母細胞oocyte卵母細胞（oocyte）oocyte（卵母細胞）は出生前から排卵直前まで第1分裂前期prophase前期（prophase）prophase（前期）で停止し続けるため、加齢とともに紡錘体形成spindle formation紡錘体形成（spindle formation）spindle formation（紡錘体形成）・染色体分離の精度が低下すると考えられている。
数的異常：異数性
不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）の結果、正常な二倍体diploid二倍体（diploid）diploid（二倍体）（2n=46）から1本多い・少ない異数性aneuploidy異数性（aneuploidy）aneuploidy（異数性）の受精卵fertilized egg受精卵（fertilized egg）fertilized egg（受精卵）が生じる。
| 型 | 染色体数 | 代表例 |
|---|---|---|
| トリソミー | 47本 | 21トリソミーtrisomy 2121トリソミー（trisomy 21）trisomy 21（21トリソミー）（Down症候群Down syndromeDown症候群（Down syndrome）Down syndrome（Down症候群））、18トリソミー（Edwards症候群）、13トリソミー（Patau症候群） |
| モノソミーmonosomyモノソミー（monosomy）monosomy（モノソミー）（2n−1） | 45本 | 45,X（Turner症候群）※常染色体モノソミーmonosomyモノソミー（monosomy）monosomy（モノソミー）は致死的で流産に終わることが大半 |
| 性染色体異数性sex chromosomal aneuploidy性染色体異数性（sex chromosomal aneuploidy）sex chromosomal aneuploidy（性染色体異数性） | 47本など | 47,XXY（Klinefelter症候群Klinefelter syndromeKlinefelter症候群（Klinefelter syndrome）Klinefelter syndrome（Klinefelter症候群））、47,XXX、47,XYY |
💡 常染色体のモノソミーmonosomyモノソミー（monosomy）monosomy（モノソミー）がほぼ致死的なのに対し、トリソミーは（21・18・13など一部を除き）多くが致死的で、生存例は限られた染色体に偏る。これは遺伝子量gene dosage遺伝子量（gene dosage）gene dosage（遺伝子量）の不均衡に対する耐性の差による。X染色体は不活化（Barr小体形成）で量的補正が働くため、性染色体gonosome性染色体（gonosome）gonosome（性染色体）の異数性aneuploidy異数性（aneuploidy）aneuploidy（異数性）は比較的耐性が高い。
モザイク
受精後（接合子zygote接合子（zygote）zygote（接合子）形成後）の体細胞分裂cell division細胞分裂（cell division）cell division（細胞分裂）（有糸分裂）での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）により、1個体の中に染色体構成の異なる2種類以上の細胞集団が共存する状態。生殖細胞形成時の不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）とは発生するタイミングが異なる点に注意（配偶子形成gametogenesis配偶子形成（gametogenesis）gametogenesis（配偶子形成）の異常ではなく、受精後の異常）。
構造的異常
染色体の一部が切断・再結合することで生じる異常。多くは減数分裂時の相同染色体homologous chromosomes相同染色体（homologous chromosomes）homologous chromosomes（相同染色体）の対合synapsis対合（synapsis）synapsis（対合）・交叉（02-2-chromosomes-cell-division）の異常を背景に生じる。
| 型 | 内容 |
|---|---|
| 転座 | 非相同染色体homologous chromosomes相同染色体（homologous chromosomes）homologous chromosomes（相同染色体）間で断片が入れ替わる。均衡型balanced均衡型（balanced）balanced（均衡型）（表現型正常だが配偶子形成gametogenesis配偶子形成（gametogenesis）gametogenesis（配偶子形成）時に不均衡型unbalanced karyotype不均衡型（unbalanced karyotype）unbalanced karyotype（不均衡型）を生みうる）とロバートソン転座Robertsonian translocationロバートソン転座（Robertsonian translocation）Robertsonian translocation（ロバートソン転座）（Robertsonian translocation：中部・端部動原体centromere / kinetochore動原体（centromere / kinetochore）centromere / kinetochore（動原体）染色体どうしの融合）が重要 |
| 欠失 | 染色体の一部が失われる（例：5p欠失＝Cri-du-chat症候群） |
| 重複 | 染色体の一部が重複する |
| 逆位inversion逆位（inversion）inversion（逆位） | 染色体の一部が180度回転して再結合する |
| 環状染色体ring chromosome環状染色体（ring chromosome）ring chromosome（環状染色体） | 染色体の両端が失われ末端同士が融合し環状になる |
⚠️ 均衡型転座balanced translocation均衡型転座（balanced translocation）balanced translocation（均衡型転座）の保因者は表現型が正常なことが多いが、その配偶子形成gametogenesis配偶子形成（gametogenesis）gametogenesis（配偶子形成）では不均衡な組合せが生じやすく、習慣流産や不均衡型unbalanced karyotype不均衡型（unbalanced karyotype）unbalanced karyotype（不均衡型）転座をもつ児の出生リスクが上がる。原因不明の反復流産recurrent miscarriage反復流産（recurrent miscarriage）recurrent miscarriage（反復流産）では両親の核型検査karyotyping核型検査（karyotyping）karyotyping（核型検査）が重要。
倍数性の異常
染色体数がセット単位（n）で異常に増える現象。2倍体（2n）でも1倍体（n）でもない。
- 三倍体triploid三倍体（triploid）triploid（三倍体）（3n=69）: 代表的な原因は多精子受精polyspermy多精子受精（polyspermy）polyspermy（多精子受精）（1個の卵に2個の精子が受精）。部分胞状奇胎partial hydatidiform mole部分胞状奇胎（partial hydatidiform mole）partial hydatidiform mole（部分胞状奇胎）との関連が知られる。ほとんどが自然流産spontaneous abortion自然流産（spontaneous abortion）spontaneous abortion（自然流産）に終わる。
- 四倍体tetraploid, 4n四倍体（tetraploid, 4n）tetraploid, 4n（四倍体）（tetraploidy, 4n=92）: 稀。多くは初期に流産する。
まとめ
- 不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）は減数分裂で染色体（またはその後の分裂で姉妹染色分体sister chromatid姉妹染色分体（sister chromatid）sister chromatid（姉妹染色分体））が分離できず生じる。第1分裂での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）は生じる配偶子全てが異常、第2分裂での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）は一部のみ異常。
- 母体年齢の上昇は特に第1分裂での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）リスクを高め、トリソミー（21・18・13など）や性染色体異数性sex chromosomal aneuploidy性染色体異数性（sex chromosomal aneuploidy）sex chromosomal aneuploidy（性染色体異数性）の頻度に関与する。
- モザイクは受精後の体細胞分裂cell division細胞分裂（cell division）cell division（細胞分裂）での不分離non-disjunction不分離（non-disjunction）non-disjunction（不分離）により生じ、配偶子形成gametogenesis配偶子形成（gametogenesis）gametogenesis（配偶子形成）時の異常とは区別する。
- 構造異常structural aberration構造異常（structural aberration）structural aberration（構造異常）には転座（均衡型balanced均衡型（balanced）balanced（均衡型）は保因者が正常表現型でも配偶子形成gametogenesis配偶子形成（gametogenesis）gametogenesis（配偶子形成）時に不均衡を生みうる）・欠失・重複・逆位inversion逆位（inversion）inversion（逆位）・環状染色体ring chromosome環状染色体（ring chromosome）ring chromosome（環状染色体）がある。
- 三倍体triploid三倍体（triploid）triploid（三倍体）は多精子受精polyspermy多精子受精（polyspermy）polyspermy（多精子受精）などで生じ、部分胞状奇胎partial hydatidiform mole部分胞状奇胎（partial hydatidiform mole）partial hydatidiform mole（部分胞状奇胎）と関連する。