染色体モザイクはもともと、同じ個体に染色体の相補性が異なる細胞が存在することと定義されています。 染色体モザイクは、遺伝学的検査の中で最も一般的な検査の一つである細胞遺伝学的検査で繰り返し登録されますが、その重要性は通常、過小評価されたままです。 しかし、この10年の間に、染色体モザイクが人間の多様性、病気、出生前の脳の発達、老化に寄与していることが、多くの研究によって明らかにされてきました。
『Molecular Cytogenetics』に掲載された先行研究の1つは、染色体モザイクが、出生前死亡や先天性奇形・学習障害の主要な遺伝的原因である減数分裂異数性の生成に役割を果たしていることを証明するものでした。 Maj Hulten教授らは、正常な女性の胎児の卵巣細胞における21番染色体を研究し、ヒトの受胎における減数分裂異数性は、正常な出生前の発達の過程で生じる卵巣生殖細胞モザイクの結果であるとする独自の仮説を実験的に支持することに成功したのです。 このデータは、21トリソミー（ダウン症候群）の研究から得られた、異数性生物学における現在の概念によく適合しています。 より具体的には、これらの知見は、母親の年齢効果、その後の妊娠における異数性の再発、および連鎖分析によって以前に発見された母親の異常な組み換えパターンを説明する可能性を持っている … この論文で提示された考え方は、母体の減数分裂異数性についての考え方を一変させ、減数分裂異数性の起源が有糸分裂異数性にあることを示唆しているが、この仮説には強力な実験的背景があった。 第一に、染色体モザイクはヒトの胎児に頻繁に見られ、自然流産では25％に達することが最近注目されている。 また、染色体モザイクが特定の組織に限定されることも知られている現象である。 1983年には、KalousekとDillが胎盤に限定した染色体モザイクの存在を報告しています（confined placental mosaicism）。 約1年前には、体細胞染色体モザイクが、正常なヒトの受胎のかなりの割合で、発達中のヒトの脳に限局していることが示されている。 さらに、発達中のヒトの脳におけるモザイク異数性の増加は、ヒトの出生前の中枢神経系の発達の不可欠な要素であることが確立されています。
したがって、次のように結論づけることができます。 (i)ヒトの胎児では染色体モザイクが非常に頻繁に見られる。(ii)染色体モザイクは胚外組織（胎盤）にも胚性組織（中枢神経系と卵巣組織）にも見られる。 M. Hultenらや既報のように、後者はヒトの組織特異的な病理や多系統の疾患（減数分裂エラーに起因するものを含む）の主要な原因の一つであると考えるのが妥当であろう。 染色体モザイクが細胞間の多様性（非罹患者の体細胞ゲノム変異）を媒介する可能性があるかどうかを理解するためには、非罹患者の組織における細胞間の染色体数の変動率を明らかにするために行われた研究に取り組むべきである（表（Table1）.1）。 分子細胞遺伝学的手法で徹底的に分析すれば、ほとんどすべての組織が異数性細胞を示すことに注目すべきです。 したがって、染色体モザイクの影響を明らかにすることを目的とした研究にとって、組織における異数性の非病原性レベルの定義に言及することは大きな困難であることを強調することができる。 Therefore, an association between chromosomal mosaicism and an alteration to cellular/tissular physiology requires thorough control study of unaffected individuals (tissues).
Table 1
Chromosomal mosaicism in presumably normal human tissues.
| Tissue | Description | |
| Ovarian tissues | Small, but significant proportion of aneuploid cells (trisomy 21) in ovarian tissues of normal female fetuses | |
| 15–20% of human oocytes | ||
| Sperm | 2–10% of spermatozoa (0.1–0.2% per chromosome) | |
| Chorionic villi | approaching 24% (~1% of aneuploid cells per chromosome) | |
| Fetal human brain | approaching 30% (~1.5 of aneuploid cells per chromosome) 35% including chromosomal mosaicism confined to the fetal brain | |
| Placenta | No generalized data; chromosomal mosaicism observed in ~2% of foetuses (9–11 weeks of gestation) referred to prenatal diagnosis | |
| Skin (adults) | 2,2% and 4,4% (in young and old individuals, respectively) | |
| Liver (adults) | ~3% | |
| Blood (adults) | 1–2% (randomly selected autosomes) and 3% (chromosome X) | |
| Adult human brain | 0.1–0.7% (autosomes and chromosome Y), 2% (chromosome X); 7％（常染色体、Y染色体）、2％（X染色体）、合計10％に近づく傾向 | |
染色体のモザイクに伴う疾患に注目します。 この種の体細胞ゲノム変異に関連する病態は、染色体症候群の症例から複雑な精神神経疾患や免疫疾患まで、幅広い範囲に及ぶことに注目することができる。 Hulten教授らは、減数分裂によって生じる異数性症候群を「染色体モザイク症疾患リスト」に追加しました。 さらに、出生前死亡の最も一般的な遺伝的原因が、染色体モザイク症から生じることも示唆している。 表Table22は、ヒトの出生前死亡および出生後罹患に対する染色体モザイクの寄与に関する現在の知見を概観したものである。 脳疾患や胎児の脳・卵巣組織に代表される組織特異的な機能不全は、染色体モザイクの閉じ込めが原因である可能性が高いと結論づけることができる。 したがって、染色体モザイクのヒトの病理における役割を明らかにする試みは、機能不全の組織を直接評価する必要があります。 しかし、残念なことに、拡大遺伝学的研究に利用できるヒト組織の大部分は限られており、低レベルの異数性についての分子細胞遺伝学的解析の複雑さのために、そのような評価はまれである。 現在までのところ、神経組織と卵巣組織のみが高解像度分子細胞遺伝学的手法で評価されている 。 しかしながら、細胞遺伝学的研究に頻繁に用いられる組織（細胞タイプ）（血液リンパ球、皮膚線維芽細胞、絨毛など）は、染色体モザイクが様々なヒト疾患の基礎となる遺伝的メカニズムの可能性を示唆する仮説を支持するものでもある … さらに、関連する研究は、致死性であるにもかかわらず男性に見られるいくつかの単発性疾患（レット症候群など）の本質を理解する上で光を当てている。 しかしながら、染色体モザイクはまだ十分に説明されていない現象です。 後者は、染色体モザイクを検出しようとする際に遭遇する技術的な問題に関連していると認められている。 体細胞ゲノム変異の分子細胞遺伝学的解析の技術的側面について述べると、この分野での現在の成果は非常に高く評価されており、その結果、体細胞ゲノム変異の研究が遅れをとっているという残念な結論に達することができる。 最近の間期細胞遺伝学の進歩を見ると、染色体モザイクの高解像度調査のための強力な方法論的基盤が存在することに注目したいところである。 幸いなことに、そのような研究の例は、利用可能な文献の中に存在する。 この文脈では、図1.1に示すように、細胞内の間期染色体全体を可視化する分子細胞遺伝学的手法（間期染色体特異的マルチカラーバンディング）の開発に言及する必要がある。
ヒト胎児脳における異数性(Aneuploidy)。 間期染色体特異的マルチカラーバンディング（ICS-MCB）により、9番染色体全体を完全な状態でバーコーディング塗装したもの。左からモノソミー、ディスオミー（正常染色体補体）、トリソミー（Yurov et al.より一部複製、クリエイティブ・コモンズ 表示ライセンスの条件の下で配布されたオープンアクセス記事）。
表2
The load of chromosomal mosaicism to human prenatal mortality and postnatal
| 状態/病気 | Description | |
| Spontaneous abortions | ~25% of all spontaneous abortions (~50% of spontaneous abortions with chromosome abnormalities) exhibit chromosomal mosaicism | |
| Chromosomal syndromes | 3–18% (depending on chromosome) | |
| Mental retardation and/or multiple congenital malformation | ~3.5% in institutionalized children | Vorsanova & Yurov, unpublished observations |
| Autism | 16% in children with autism (~10% X chromosome aneuploidy in male children) | |
| Schizophrenia | Mosaic aneuploidy of chromosomes 1, 18 and X in cells of the schizophrenia brain; mosaic X chromosome aneuploidy in blood lymphocytes | |
| Autoimmune diseases | Monosomy of chromosome X in systemic sclerosis (6.2% of cells) and autoimmune thyroid disease (4.3% of cells) | |
| Alzheimer disease | over 10% in brain cells; 有糸分裂細胞（皮膚線維芽細胞や血液リンパ球）における21番染色体の異数性の増加 | アルツハイマー病td |
| 減数分裂異数性 | 染色体異数性td 胎児卵巣組織に限定されたモザイクは、受胎時に減数分裂異数性になる可能性があります | |
染色体モザイクは異数性として現れやすいので、その可能性は高いです。 を明らかにすることが重要であると考えられます（図（Figure2））。2). 現在のところ、異数体化はヒトの発生に伴うプロセスであることが示唆されています。 異数体形成は、出生前の死亡や、生命維持が困難な重度の発達遅滞を伴う染色体症候群の原因となり、非常に恐ろしい状態です。 ヒトの中枢神経系の発達は、異数性染色体は、病原性が生じない限り、除去されるべきものであることを示しています。 したがって、ヒトには「異数性阻止」プロセス（図2参照）2）が存在し、これはヒトの受胎が新生児に成長し、その後、生後期間を通じて発達するために必要である。 しかし、「抗倍数体化」は、ヒトの加齢に伴い、おそらく加齢や腫瘍形成に関連して減速するようである。 後者は、癌と老化の研究における現在の概念によって支持されている。 したがって、異数性化経路は、私たちが任意に「抗異数性化」と呼んでいる反対側のプロセスの性能に依存して、ヒトの病気につながるプロセスの普遍的なカスケードのようなものであると思われます。 逆に、「異数性化」と「反異数性化」のバランスがとれていれば、「反異数性化」が減速しない限り、ヒトの生体は正常に発達します（図（Figure2）.2）。 私たちは、組織の異数性化が機能障害を引き起こす重要なプロセスであることを示唆しています。 細胞集団に限局しているため、腫瘍形成の原因となり、一方、異数性に冒された組織全体は退化するはずである。 このことは、脳の病気に関するデータによって部分的に支持されている。
Current concepts in biology of chromosomal mosaicism: somatic-germline aneuploidization pathway（染色体モザイクの生物学における現在の概念：体細胞-胚葉異数性経路）。 正常な出生前および出生後の発達は、2つの進行性プロセスのバランスの問題であると仮定されている。 異数体化」と「異数体化防止」（後者は、ヒトの異数体細胞の除去がどのようなプロセスで行われるかがまだ完全に明らかにされていないため、この用語で任意にカバーされています）です。 生殖細胞系の異数体化は、異数体胚の出生前死亡や新生児の染色体症候群の原因となる。 異数体化は胎児の生殖細胞組織や胎児の脳で観察される。 この異常が解消されないと、組織特異的な染色体モザイクが生じ、小児期あるいは成人期の脳疾患の病因となる可能性がある。 また、生殖細胞異数性（前述）の原因ともなりうる。 成人期（場合によっては小児期）の異数体化は、腫瘍形成と老化の重要な過程であることが示唆されている。
このコミュニケーションのきっかけとなった報告は、染色体モザイク研究の基礎的な部分を扱ったものです。 しかし、Molecular Cytogeneticsは、染色体モザイクの実用面に注目した一連のオリジナル研究を発表しています。 その結果、染色体モザイクは、小型マーカー染色体（sSMC）研究において頻繁に遭遇する重要な現象であることが明らかになりました。 さらに、モザイク状の構造染色体再配列は、これまで認識されていたよりも頻繁に起こる可能性が高いという証拠も得られました。 sSMCの研究に関連して、染色体モザイクは隠微なものと動的なものがあることも言及すべきです。 前者は、核型分析で明らかになったよりも複雑なモザイクの発生を指します。 後者は、既に異常のある細胞から新たな遺伝的不均衡が生じること、あるいは再配列された染色体の挙動上の特殊性から生じるモザイクのことです。 この2つのタイプの染色体モザイクには、高解像度の分子細胞遺伝学的手法、すなわちsubcenM-FISHやマルチカラーバンディング（MCB）の適用が必要とされます。 このことは、染色体モザイク検出の技術的側面に立ち戻り、新しい分子細胞遺伝学的技術を考慮せずに染色体モザイクを研究することは、ほとんど無意味であるという結論を再び導き出すことになるのです。 ここで、アレイCGHに基づく高解像度ゲノムスクリーニングのアプローチを挙げることができる。 このような分子細胞遺伝学的手法は、染色体切断点の特定、新しい微小欠失症候群の同定、健康や病気におけるゲノムの変異の発見などに極めて強力である。 このような可能性から、アレイCGH法は、現在の遺伝学において最も一般的な手法となっています。 しかし、このようなアプローチは、低レベルで不可解かつ動的なモザイクの発見にはあまり適用できません（あるいは全く適用できないことさえあります）。 したがって、アレイCGHによるゲノムスクリーニングは、染色体モザイクの症例を見逃してしまうのです。
最後に、最新の生物医学的成果を踏まえて染色体モザイクの概要を述べますと、いくつかの点が強調されます。 (i) 染色体モザイクとして現れる細胞間変異は、遺伝的多様性に関与している可能性が高い、(ii) ヒトの病的状態のかなりの割合が染色体モザイクと関連している、(iii) 染色体モザイクはまだ十分に評価されていない生物医学現象でさらなる評価が必要、(iv) 現在の分子細胞遺伝学には染色体モザイクの役割を明らかにするのに十分強力なツールがある、などです。 また、染色体モザイクの研究は、ヒト疾患の病理生物学に新たな洞察を与え、細胞間のゲノム変異の理解を助ける可能性がある。