核型分析

染色体の研究には、短期の血液培養、骨髄細胞、線維芽細胞培養が最もよく用いられます。研究室に持ち込まれた抗凝固剤を添加した血液は遠心分離機にかけられ、赤血球が沈殿します。白血球は培養液中で2～3日間培養されます。フィトヘマグルチニンは赤血球の凝集を促進し、リンパ球の分裂を刺激するため、血液サンプルに添加されます。染色体の研究に最も適した段階は有糸分裂の中期であるため、この段階ではコルヒチンを用いてリンパ球の分裂を停止させます。この薬剤を培養液に加えると、中期、つまり細胞周期の中で染色体が最もよく見える段階にある細胞の割合が増加します。各染色体は複製（独自のコピーを生成）され、適切な染色を行うと、セントロメア（中心狭窄部）に付着した2つの染色分体として観察されます。次に細胞を低張塩化ナトリウム溶液で処理し、固定して染色します。

染色体の染色には、ロマノフスキー・ギムザ染色、2%アセトカルミン、または2%アセタルセインが最もよく用いられます。これらの染色法は染色体を全体的に均一に染色するため（通常の染色法）、ヒト染色体の数的異常の検出に使用できます。

染色体構造の詳細な画像を取得し、個々の染色体またはそのセグメントを識別（定義）するために、様々な染色法が用いられます。最も一般的に用いられる方法は、ギムザ染色、Gバンド染色、Qバンド染色です。染色体長に沿って標本を顕微鏡で観察すると、染色されたバンド（ヘテロクロマチン）と染色されていないバンド（ユークロマチン）が多数現れます。このようにして得られた横縞の性質により、染色体セット内の各染色体を識別することができます。なぜなら、バンドの交互配置とそのサイズは各染色体ペアごとに厳密に個別かつ一定であるからです。

個々の細胞の分裂中期板を写真に撮ります。写真から個々の染色体を切り出し、紙の上に順番に貼り付けます。この染色体の図は核型と呼ばれます。

追加の染色の使用、および染色体の長さを伸ばすことを可能にする染色体標本を得るための新しい方法により、細胞遺伝学的診断の精度が大幅に向上します。

ヒトの核型を記述するために、特別な命名法が開発されました。男性と女性の正常な核型は、それぞれ 46, XY と 46, XX と指定されます。ダウン症候群は、21 番染色体が 1 本余分に存在すること (21 トリソミー) を特徴とし、女性の核型は 47, XX 21+、男性の核型は 47, XY, 21+ と記述されます。染色体の構造異常がある場合は、変化した長腕または短腕を示す必要があります。文字 p は短腕、q は長腕、t は転座を示します。したがって、5 番染色体の短腕が欠失している場合 (猫泣き症候群)、女性の核型は 46, XX, 5p- と記述されます。転座性ダウン症候群の児の母親は、均衡型転座14/21の保因者であり、核型は45、XX、t(14q; 21q)です。転座染色体は、14番染色体と21番染色体の長腕が融合して形成され、短腕は失われています。

それぞれの腕は領域に分割され、さらに領域は分節に分割され、分節はそれぞれアラビア数字で表されます。染色体のセントロメアは、領域と分節を数える起点となります。

したがって、染色体トポグラフィーには4つのラベルが用いられます。染色体番号、腕の記号、領域番号、そして領域内のセグメント番号です。例えば、6p21.3というエントリは、6番目の染色体対の6番染色体、その短腕、領域21、セグメント3について言及していることを意味します。さらに、短腕の末端を表すpter、長腕の末端を表すqterといった追加の記号もあります。

細胞遺伝学的研究方法では、約 100 万塩基 (ヌクレオチド) のサイズの染色体の欠失やその他の変化のみを検出することができます。

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