
性染色體如何影響人類身高。圖片作者:ChatGPT
是否曾想過,為什麼平均來說,男生比女生高?很多人會說:「因為男生有更多生長激素」、「因為青春期長得比較快」。事實上,一般醫生都會說,男孩的身高是:
(父親身高 + 母親身高)÷2+10 cm (其實是6.5cm)
然後女孩的身高是:(父親身高 + 母親身高)÷2-10 cm (其實是6.5cm)
這些都沒錯,但最新的研究發現,其實在我們的性染色體裡,藏著一個更大的關於身高的秘密。
機關放在倉庫!SHOX基因
在人類的X與Y性染色體上,都有一個叫 SHOX 的基因,它的名字來自 short stature homeobox,簡單來說就是「影響身高的基因」。既然X與Y染色體都有這個基因,那就是說不論在男性(XY)與女性(XX)身上都會有兩份SHOX。
SHOX的位置很特別,它位在X與Y染色體上面的一個稱為「偽常染色體區(PAR1)」的區段。
雖然不分性別每個人都有兩份SHOX,為什麼女生會比男生矮呢?研究團隊推測應該是,因為女性的其中一條X染色體在細胞中,通常會被部分關閉(稱為X染色體不活化,inactive X,簡稱Xi)。這個X染色體不活化,也是造成三花貓的原因。
所以,這是否代表女性其實只有一份SHOX是完整表現的,另一份的活性被大幅削弱呢?如果為真,那麼男性的SHOX基因的實際表現劑量就比女性多。
為了回答這個問題,研究團隊從近93萬人的基因與身高資料中,特別挑出1,225位擁有特殊性染色體組合(像是多一條X或Y染色體)的成人來進行比對與分析。這些人包括了多一條Y染色體的人(「超雄症候群」,super-male syndrome)、多一條X染色體的男性(克氏症候群,Klinefelter's syndrome)、少一條X染色體的女性(透納氏症候群,Turner syndrome)等。要特別挑出這些人來分析,就是為了要看不同劑量的X或Y染色體,是否會影響身高?
結果,他們發現:
多一條Y染色體的人(如47,XYY)會比正常男性還要高。
多一條X染色體的人(如47,XXX或47,XXY)也會變高,但沒有多Y來得明顯。
少一條X(如45,X,也就是特納症候群)的人則普遍比一般女性矮。
透過數學模型,研究者估算出:Y染色體帶來的身高貢獻,比Xi染色體多約3.1公分。這個差異,約可解釋男女平均13公分身高差的五分之一以上。
但是,X染色體或Y染色體上面,當然不是只有SHOX基因。所以,到底是不是真的是SHOX基因的貢獻呢?
於是,研究團隊找到了攜帶有SHOX基因突變的人,發現:
男性只要有一個SHOX失去活性,身高會平均矮18.6公分;但是女性在相同的狀況下,身高只會矮8.9公分。
這進一步證明:因為男性不像女性有「備用的Xi」可以補救,所以當SHOX的功能出問題時,在男性中會更明顯。而女性因為兩條X染色體不一定哪一條會活化,所以即使有一個SHOX失去活性,因為X染色體活化的隨機性的緣故,對身高還是會產生影響,只是沒有男性那麼嚴重罷了。
這個研究告訴我們,性別身高差異不只是荷爾蒙造成的,還有染色體層次的基因表現差異;雖然只有一個小小的基因,但SHOX對身高的影響非常大。
或許未來在解釋性別差異的疾病時,我們也許也該考慮性染色體上這些「隱形的基因劑量」。
下次當你看到班上的男生普遍比女生高,不妨想想,也許是他們的Y染色體裡的SHOX,正在默默拉高他們的身影呢!
參考文獻:
Berry, A. S. F., Finucane, B. M., Myers, S. M., Martin, C. L., Ledbetter, D. H., Willard, H. F., & Oetjens, M. T. (2025). X and Y gene dosage effects are primary contributors to human sexual dimorphism: The case of height. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 122(22), e2503039122. https://doi.org/10.1073/pnas.2503039122