李簫,翁靜
(首都醫(yī)科大學(xué)1.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,北京 100069)
哺乳動(dòng)物個(gè)體性別雖在受精時(shí)就已決定,但直到胚胎發(fā)育到一定階段,具有兩性分化潛能的原始性腺才分化為睪丸或卵巢,而次級(jí)性別差異(第二性征)則在性腺分化并獲得內(nèi)分泌功能(性成熟)后才出現(xiàn)。這一性別決定過程的正常進(jìn)行有賴于多種性別決定基因的相互作用,如與原始性腺發(fā)育有關(guān)的SF1、Wilms腫瘤易感基因(WT1),與睪丸發(fā)育有關(guān)的SRY、SOX9 基因,與卵巢發(fā)育有關(guān)的WNT4、RSPO1基因,等等。它們處在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的上下游,通過相互協(xié)同或拮抗而發(fā)揮作用。隨著越來越多重要的調(diào)節(jié)基因被發(fā)現(xiàn),對(duì)決定哺乳動(dòng)物性別的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)也在不斷豐富。
1.SF1:SF1編碼類固醇生成因子-1(SF1),其表達(dá)先于Y 染色體性別決定基因(SRY),與性腺中支持細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞的形成有關(guān),并介導(dǎo)SRY 表達(dá)上調(diào)[1]。Sf1基因缺失的小鼠性腺及腎上腺均發(fā)育不全,性腺的發(fā)育在早期未分化階段即停止。故XY 小鼠體內(nèi)Müller管不退化而分化為子宮、輸卵管及陰道上段,使其發(fā)生完全性反轉(zhuǎn)[2]。在性腺發(fā)育后期,SF1可在睪丸支持細(xì)胞和睪丸間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá),產(chǎn)物SF1 協(xié)同SOX9 調(diào)節(jié)抗Müller管激素(AMH)基因及其它性腺發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)水平。有研究表明SF1可協(xié)同SRY 結(jié)合于SOX9的特定序列,上調(diào)SOX9 表達(dá),產(chǎn)物SOX9 則取代SRY,與SF1進(jìn)一步上調(diào)自身基因的表達(dá)水平,即SOX9的 正 反 饋 調(diào) 節(jié)[3]。在 人 類,SF1 突 變 導(dǎo) 致46,XY 個(gè)體性腺發(fā)育不全,還與46,XX 個(gè)體的原發(fā)性卵巢功能不全有關(guān)[4]。
2.WT1:WT1編碼一類鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子。在某些性腺相關(guān)的綜合征患者體內(nèi)可檢測(cè)到WT1突變,如WAGR 綜合征(Wilms瘤、無虹膜、泌尿生殖器畸形及智力低下)、Denys-Drash綜合征(性腺畸形和腎衰竭)、Frasier綜合征(46,XY 個(gè)體性腺發(fā)育不全)[5]。Wt1突變的小鼠腎臟和性腺不發(fā)育,通常在胚胎階段即死于心臟缺陷。
在WT1轉(zhuǎn)錄的RNA 剪切過程中,由于剪切位點(diǎn)不同而導(dǎo)致第3、4 鋅指結(jié)構(gòu)間3 個(gè)氨基酸殘基(KTS,即賴氨酸、蘇氨酸、絲氨酸)的嵌入或缺失,形成+KTS 和-KTS 兩種WT1 蛋白亞型,它們?cè)谂咛バ纬蛇^程中發(fā)揮的作用不同。-KTS亞型可結(jié)合于SRY 啟動(dòng)子而反式激活SRY,也可結(jié)合于SF1的啟動(dòng)子激活SF1 表達(dá)[6],表明SF1 可能是WT1的靶基因。+KTS 亞型的作用可能是調(diào)節(jié)SRY 轉(zhuǎn)錄水平,另有證據(jù)表明該亞型可協(xié)同SF1增強(qiáng)Amh基因表達(dá),從而限制Müller管發(fā)育[7]。
3.LIM 同源框基因-9(Lhx9):Lhx9缺失的小鼠,其胚胎時(shí)期原始生殖細(xì)胞可正常遷移,但生殖腺嵴中體細(xì)胞無法增殖,性腺形成受阻,由于缺乏睪酮和AMH,XY 小鼠表型為雌性。研究表明,缺少LHX9的生殖腺嵴中Sf1 表達(dá)水平極低,提示Lhx9可能是Sf1的上游基因[8]。體外實(shí)驗(yàn)還顯示LHX9 可協(xié)同WT1 結(jié)合并反式激活Sf1 啟動(dòng)子[6]。Gata4敲除的胚胎中,LHX9水平顯著降低,提示Gata4為L(zhǎng)hx9的表達(dá)所必需,為L(zhǎng)hx9的上游基因[9]。Lhx9在人類早期性腺發(fā)育中的作用尚不明確。
4.M33:M33在妊娠第7周即在人類胚胎的生殖腺嵴中表達(dá)。在大多數(shù)XY 小鼠體內(nèi),M33基因缺失導(dǎo)致性反轉(zhuǎn);在XX 小鼠則體現(xiàn)為卵巢的體積減小或缺失。研究發(fā)現(xiàn),M33 敲除的XY 小鼠,其生殖細(xì)胞在胚胎期提早進(jìn)入減數(shù)分裂階段;而雌性突變體減小的卵巢內(nèi)生殖細(xì)胞數(shù)目明顯減少且染色體聯(lián)會(huì)異常的卵母細(xì)胞比例增高,提示M33蛋白對(duì)雄性生殖細(xì)胞減數(shù)分裂阻滯、雌性生殖細(xì)胞同源染色體正常聯(lián)會(huì)及染色體穩(wěn)定性都有重要作用[10]。人類病例中,在1 名核型為46,XY,但內(nèi)外生殖器官的表型均為女性的患者體內(nèi)檢測(cè)到M33編碼區(qū)突變。由于M33缺失在兩性都可引起明顯的性腺缺陷,說明M33作用時(shí)間在性別決定前的早期性腺發(fā)育階段[11],與其表達(dá)時(shí)間相一致。最近的研究發(fā)現(xiàn),M33缺失的XY 小鼠性腺內(nèi)幾乎檢測(cè)不到Sry表達(dá),但若通過轉(zhuǎn)基因方法使其表達(dá)Sry、Sox9 則可糾正性反轉(zhuǎn),提示M33可能作用于Sry 上游調(diào)節(jié)其表達(dá)[12]。
5.Insr、Igfr1:Insr和Igfr1分別編碼胰島素受體(INSR)和類胰島素生長(zhǎng)因子受體-1(IGFR1),二者對(duì)小鼠腎上腺及生殖器的發(fā)育和初級(jí)性別決定都是不可或缺的。INS/IGF 信號(hào)通路的缺損在原始性腺中導(dǎo)致性別分化之前體細(xì)胞的增殖速率下降,同時(shí)伴隨數(shù)百種性腺發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)下調(diào)??偟膩碚f,缺乏功能性INS/IGF 信號(hào)的胚胎表現(xiàn)出:(1)腎上腺皮質(zhì)完全不發(fā)育;(2)XY 性腺性別反轉(zhuǎn);(3)卵巢分化延遲,即XX 和XY 性腺未分化狀態(tài)延長(zhǎng)。
Insr/Igfr1雙敲除 的XY 性 腺 中,Sry 表 達(dá) 水平下降和表達(dá)時(shí)間延遲導(dǎo)致其下游基因Sox9表達(dá)水平也明顯降低,SOX9無法達(dá)到使睪丸支持細(xì)胞形成所需閾值,進(jìn)一步導(dǎo)致睪丸間質(zhì)細(xì)胞分化失敗、類固醇無法生成。有研究發(fā)現(xiàn),Sry 表達(dá)啟動(dòng)后,初級(jí)性索細(xì)胞內(nèi)立刻開始糖原累積,這一能量?jī)?chǔ)備過程與Sox9 上調(diào)、睪丸索形成以至睪丸整體發(fā)育關(guān)系密切,而該過程依賴于INS 和IGF,故在Insr/Igfr1雙敲除的XY 性腺中,多種糖原合成所需酶類水平均下降,這是睪丸發(fā)育缺失的另一原因。
Insr和Igfr1基因雙敲除的XX 性腺中,某些卵巢決定因子缺失(如FOXL2)及相關(guān)基因表達(dá)下降(如Wnt4),與視黃酸合成相關(guān)的酶水平也下降(細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂期需視黃酸誘導(dǎo)),共同導(dǎo)致卵巢分化延遲至胚胎第16.5天(E 16.5)[13]。
1.SRY:SRY 是Y 染色體上決定雄性性別的基因片段,在性別決定中起開關(guān)作用。人類SRY 位于Yp11.3。SRY 編碼的蛋白質(zhì)含有DNA 結(jié)合域(高泳動(dòng)類非組蛋白盒,HMG-box),該結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)SRY 進(jìn)入胞核,其非極性蛋白質(zhì)側(cè)鏈嵌入DNA 特定區(qū)域α-螺旋的小溝與其結(jié)合并使之彎曲60°~85°,反式激活所結(jié)合的DNA。幾乎所有導(dǎo)致XY個(gè)體性反轉(zhuǎn)的SRY 突變都存在于HMG-box內(nèi),且HMG-box在哺乳動(dòng)物種系間具有高度保守性,表明SRY 蛋白除HMG-box以外的部分在性別決定中只發(fā)揮次要作用,如維持SRY 蛋白構(gòu)象穩(wěn)定性、促進(jìn)SRY 與DNA 的結(jié)合等[14]。SRY 基因?qū)ΣG丸發(fā)育的啟動(dòng)有賴于其下游一系列基因的表達(dá)。目前確定SRY 通過與Sox9 的TESCO 序列結(jié)合反式激活Sox9,故SOX9 是SRY 的 靶 基 因[15-16]。此 外,WT1也可能是SRY 的靶基因。
人類胚胎內(nèi)SRY 在E41開始表達(dá),SRY 的表達(dá)時(shí)間和表達(dá)水平關(guān)系到其功能的行使,表達(dá)過遲將導(dǎo)致睪丸發(fā)育不良,表達(dá)水平只有達(dá)到閾值才能正常誘導(dǎo)睪丸的發(fā)育。
2.GATA4 和FOG2:Gata4 編 碼 的 蛋 白GATA4含有兩個(gè)鋅指結(jié)構(gòu),在識(shí)別結(jié)合DNA、穩(wěn)定蛋白質(zhì)-DNA 和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間相互作用方面發(fā)揮重要作用。GATA4 與一些蛋白質(zhì)如SF1,F(xiàn)OG2,WT1等協(xié)同作用,調(diào)節(jié)SRY、SOX9、AMH等性別決定基因的表達(dá)[17-18]。
實(shí)驗(yàn)顯示,小鼠體內(nèi)GATA4氨基端鋅指結(jié)構(gòu)突變阻礙了GATA4與FOG2相互作用,導(dǎo)致睪丸發(fā)育嚴(yán)重畸形[19]。在人類,最近的一例家族病例顯示,GATA4雜合型功能缺失性突變導(dǎo)致該家族3名46,XY 個(gè)體發(fā)生性發(fā)育疾病,表現(xiàn)為外陰性別不明或陰莖長(zhǎng)度縮短。研究發(fā)現(xiàn)這一突變蛋白無法結(jié)合并激活A(yù)MH 的啟動(dòng)子,也無法與FOG2結(jié)合發(fā)揮協(xié)同作用[20]。
新的研究發(fā)現(xiàn),Gata4不僅影響睪丸發(fā)育,對(duì)于生殖腺嵴形成更是不可或缺,它在原始性腺增厚前即在體腔上皮細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。Gata4缺陷的小鼠胚胎無法形成原始性腺,體腔上皮仍停留在未分化的單層上皮階段[9]。
3.SOX9,SOX8,SOX10:SOX 基因家族編碼的轉(zhuǎn)錄因子均有一保守基序HMG-box,可與DNA序列特異性結(jié)合。哺乳動(dòng)物SRY 基因即為該家族成 員,此 外 家 族 中 另3 名 成 員,SOX9、SOX8、SOX10,也在XY 個(gè)體的性腺中表達(dá)。
在小鼠胚胎,Sox9起初在兩性生殖腺嵴中低水平表達(dá),但Sry 表達(dá)后,Sox9在睪丸支持細(xì)胞中的表達(dá)水平即迅速上升。已證明SRY 可啟動(dòng)SOX9表達(dá),但有實(shí)驗(yàn)表明Sox9 可在Sry 缺席的情況下啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,說明另有激活Sox9 表達(dá)的途徑。觀察結(jié)果顯示含有Dax1無效等位基因或FGF9突變蛋白的小鼠因體內(nèi)Sox9 表達(dá)水平下降而導(dǎo)致性反轉(zhuǎn),但Sry 的表達(dá)水平卻與野生型小鼠相仿[21-22],說明DAX1 和FGF9 可能也有上調(diào)Sox9 表達(dá)的作用。
關(guān)于SOX9 作用的下游靶基因,研究顯示SOX9與SF1共同調(diào)節(jié)Amh基因的表達(dá),前者啟動(dòng)Amh轉(zhuǎn)錄,后者主要調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄水平。體外實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)Sf1在睪丸支持細(xì)胞中表達(dá)的維持及Vanin-1(Vanin-1編碼泛酰巰基乙胺酶,其產(chǎn)物可保護(hù)原始生殖細(xì)胞免受氧化應(yīng)激的傷害)的表達(dá)也有賴于SOX9,故這兩種基因也可能是SOX9的靶基因。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,條件敲除Sox9基因的小鼠XY 胚胎出現(xiàn)卵巢發(fā)育,而過度表達(dá)Sox9的XX 胚胎出現(xiàn)睪丸發(fā)育,說明SOX9的存在及表達(dá)水平在性別決定中的重要性[3]。人類病例顯示,包含SOX9的序列或SOX9上游序列重復(fù)導(dǎo)致XX 個(gè)體出現(xiàn)睪丸,SOX9上游基因易位導(dǎo)致XY 和XX 個(gè)體的性反轉(zhuǎn),SOX9上游序列缺失導(dǎo)致XY 個(gè)體出現(xiàn)卵巢發(fā)育、男性性腺發(fā)育不全、外陰性別模糊等癥狀。病例分析顯示,人類SOX9基因的睪丸特有調(diào)控元件較小鼠復(fù)雜得多[23]。雖然SOX9在睪丸發(fā)育過程中作用關(guān)鍵,但其對(duì)睪丸支持細(xì)胞的維持和睪丸索的完整性似乎作用甚微,猜想同族因子SOX8 及SOX10或可功能性替代SOX9。
小鼠體內(nèi)Sox8基因于E13.5d 時(shí)在睪丸索內(nèi)的睪丸支持細(xì)胞中表達(dá)。研究顯示,Sox8-/-雄性小鼠生育力降低,提示Sox8 對(duì)雄性生育力的維持有重要作用。還有實(shí)驗(yàn)表明SOX8 可與SF1 協(xié)同作用,結(jié)合于Amh的啟動(dòng)子激活其轉(zhuǎn)錄,這支持了在睪丸發(fā)育中SOX8和SOX9功能重復(fù)這一假設(shè),發(fā)生原因可能是兩者來源相同[24]。
Sox10基因無效表達(dá)的XY 小鼠并未觀察到睪丸異常,但其在XX 小鼠性腺內(nèi)的過度表達(dá)卻可誘導(dǎo)睪丸發(fā)育,顯示Sox10雖不是睪丸發(fā)育的必需基因,但仍可作為睪丸決定基因發(fā)揮作用[25]。此猜想在人類病例中得到支持,46,XX 睪丸化患者體內(nèi)檢測(cè)到包含SOX10在內(nèi)的基因序列重復(fù)[26]。病因不排除與該重復(fù)序列內(nèi)其它基因有關(guān),但SOX10 仍是最有可能的候選致病基因。
4.DMRT1:DMRT1 持續(xù)在睪丸支持細(xì)胞中表達(dá)。在人類和小鼠,DMRT1 對(duì)XY 個(gè)體出生后睪丸支持細(xì)胞和生殖細(xì)胞的維持不可或缺。Dmrt1無效表達(dá)的小鼠在胚胎期性腺可正常發(fā)育,但在出生后2日即因生殖細(xì)胞雌性化而嚴(yán)重?fù)p害睪丸發(fā)育。小鼠睪丸支持細(xì)胞中DMRT1 缺失使Foxl2表達(dá)上調(diào),引起睪丸支持細(xì)胞重編程而轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒細(xì)胞,卵泡膜細(xì)胞也隨之形成,這些細(xì)胞分泌的雌激素最終導(dǎo)致生殖細(xì)胞雌性化[27]。相似地,在人類病例中,含有半合子DMRT1基因的46,XY 個(gè)體表現(xiàn)出睪丸發(fā)育不良。但因涉及該基因的病例較少,其對(duì)人類睪丸發(fā)育的調(diào)控機(jī)制尚未闡明[28]。
5.FGF9:FGF9 編碼纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子-9(FGF9),在細(xì)胞增殖、存活、遷移、分化等不同階段均發(fā)揮作用。
Fgf9無效表達(dá)的XY 小鼠發(fā)生性反轉(zhuǎn)且睪丸支持細(xì)胞發(fā)育受損。曾經(jīng)認(rèn)為發(fā)生機(jī)制是FGF9缺失時(shí)Sox9 的表達(dá)無法維持,睪丸支持細(xì)胞分化異常,導(dǎo)致睪丸無法正常發(fā)育,體細(xì)胞表達(dá)卵巢發(fā)育相關(guān)基因[22]。但最近的研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)gf9、Sox9、Wnt4之間存在更復(fù)雜的相互作用:Fgf9 及其受體Fgfr2缺失的XY 小鼠性腺內(nèi)Wnt4 的表達(dá)激活,且Fgf9、Wnt4均缺失的XY 小鼠睪丸仍可發(fā)育,表明FGF9雖可抑制卵巢發(fā)育相關(guān)信號(hào)通路,但對(duì)Sox9表達(dá)的維持并無直接作用[29]。
FGF9作為胚胎睪丸中抑制減數(shù)分裂發(fā)生的重要蛋白,與減數(shù)分裂誘導(dǎo)劑視黃酸(RA)之間存在明顯的拮抗作用。FGF9 直接作用于生殖細(xì)胞,通過維持全能性標(biāo)記物OCT4和SOX2的表達(dá),降低雄性生殖細(xì)胞對(duì)RA 的敏感性[30]。
6.Six1&Six4:Six1、Six4基因編碼同源異型蛋白Six1、Six4,兩種蛋白均缺失的XY 小鼠性腺發(fā)生性反轉(zhuǎn)并無法激活Sry 轉(zhuǎn)錄,突變性腺中還觀察到前體細(xì)胞數(shù)目減少及性腺體積減小。
目前認(rèn)為Six1/Six4有Sf1、Fog2兩個(gè)下游靶基因,故對(duì)小鼠性腺的影響是由兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的。一方面,Six1/Six4反式激活Sf1,Sf1在Sry 表達(dá)啟動(dòng)前參與調(diào)控性腺中前體細(xì)胞的生長(zhǎng),故可決定性腺體積;另一方面,Six1/Six4反式激活Fog2,F(xiàn)OG2可與GATA4共同上調(diào)Sry 表達(dá),故與雄性性腺分化有關(guān)[31-32]。
7.MAP3 K1、MAP3 K4:近年促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路在人類和小鼠性別決定中的作用逐漸引起重視。一些病例中MAP3 K1的突變改變其下游靶分子的磷酸化水平,最終使46,XY 患者表現(xiàn)為部分或全部性腺發(fā)育不全。同族基因MAP3 K4也被發(fā)現(xiàn)與性別決定相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),在Map3k4的編碼區(qū)可發(fā)生byg 突變(一種無義突變),使酪氨酸受體激酶結(jié)構(gòu)域發(fā)生區(qū)域截?cái)?。在byg突變純合子小鼠體內(nèi),Sry 表達(dá)明顯下降,睪丸特有的細(xì)胞活動(dòng),如體腔上皮細(xì)胞增殖、中腎細(xì)胞遷移等均受到損害,相反,卵巢促進(jìn)基因的表達(dá)卻被上調(diào),最終導(dǎo)致XY 小鼠的性反轉(zhuǎn)[33]。
8.Gadd45g:生長(zhǎng)抑制和DNA 損傷誘導(dǎo)45G蛋白(Gadd45G)是所屬蛋白家族中唯一能調(diào)節(jié)SRY 水平的蛋白質(zhì)。Gadd45g 在雌雄兩性的早期性腺中表達(dá)水平相似,但在11.5dpc這一性別分化的關(guān)鍵時(shí)間在XY 性腺中表達(dá)水平達(dá)到頂峰。在不同基因背景中,Gadd45g 缺陷的XY 小鼠表現(xiàn)出從不育至雌雄間性表型等不同程度的DSD 或發(fā)生完全性反轉(zhuǎn)[34]。該現(xiàn)象的分子機(jī)制是Sry表達(dá)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)——MAP3K4和GADD45G 在MAPK 通路中起到轉(zhuǎn)換信號(hào)的作用,使GATA4磷酸化而激活,活化的GATA4 與Sry 的啟動(dòng)子結(jié)合并激活其轉(zhuǎn)錄,從而啟動(dòng)男性性別決定過程。當(dāng)Gadd45g 基因缺陷時(shí),這一通路被抑制,最終使Sry 表達(dá)被破壞,導(dǎo)致卵巢和Müller管發(fā)育[35]。
雖然至今未有人類Gadd45g-/-個(gè)體的報(bào)道,但Gadd45g-/-小鼠表現(xiàn)出的完全性反轉(zhuǎn)以及Gadd45g 是Sry 上游激活因子的事實(shí)都提示Gadd45g 可能是人類無綜合癥候的男性不育和46,XY 個(gè)體部分或全部性反轉(zhuǎn)的致病基因。
1.WNT4:Wnt4于E9.5在兩性胚胎中表達(dá),E11.5時(shí),Wnt4在男性性腺中表達(dá)下調(diào),在女性性腺及Müller管周圍間質(zhì)中的表達(dá)仍維持??芍谠夹韵匐A段,Wnt4與雌雄胚胎Müller管形成有關(guān)[36]。Wnt4-/-XX 小鼠表現(xiàn)出 部分性 反轉(zhuǎn),這些突變小鼠的性腺形態(tài)類似睪丸,但不形成睪丸索或表達(dá)睪丸支持細(xì)胞特有標(biāo)記;Müller管消失而Wolff管繼續(xù)發(fā)育。攜帶WNT4突變的患者癥狀與突變小鼠表型類似[37]。說明該基因可抑制男性特有的脈管系統(tǒng)在卵巢內(nèi)形成,可能是通過抑制Sox9 表達(dá)上調(diào)實(shí)現(xiàn)的。但功能獲得性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),異位表達(dá)Wnt4的雄性小鼠仍可形成雄性體腔脈管(形態(tài)和分支存在畸形),表明WNT4并非卵巢內(nèi)唯一抑制男性脈管系統(tǒng)形成的因子或睪丸可表達(dá)某種對(duì)抗WNT4抑制作用的因子[38]。
2.RSPO1:Rspo1敲除的XX 小鼠形成雄性化性腺,但不表現(xiàn)為完全的性反轉(zhuǎn),這與Wnt4無效表達(dá)的XX 小鼠的表型相似,提示二者作用于同一信號(hào)通路(激活β-連環(huán)蛋白)[39]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在Rspo1-/-的XX 小鼠性腺內(nèi),Wnt4的表達(dá)水平降低,經(jīng)典Wnt信號(hào)通路無法激活,表明RSPO1是Wnt4上游的正調(diào)節(jié)因子,其編碼的分泌因子可維持β-連環(huán)蛋白的穩(wěn)定[40]。
目前已在多例46,XX 睪丸性患者體內(nèi)檢測(cè)到RSPO1突變,表明RSPO1也是人類卵巢發(fā)育中的關(guān)鍵基因。RSPO1和WNT4都可促進(jìn)卵巢發(fā)育而抑制睪丸發(fā)育,在46,XY 性腺發(fā)育不良患者體內(nèi)檢測(cè)到染色體1p上含有RSPO1和WNT4的片段重復(fù)可支持這一事實(shí)。
3.FOXL2:對(duì)Foxl2 基因敲除、Wnt4 基因敲除、Foxl2和Wnt4 基因雙敲除三種小鼠的研究顯示,F(xiàn)oxl2和Wnt4基因雙敲除的XX 小鼠表現(xiàn)出睪丸分化和男性生殖細(xì)胞發(fā)育,說明Foxl2基因?qū)︻w粒細(xì)胞的形成必不可少[41]。此外,對(duì)成年XX 小鼠進(jìn)行Foxl2基因條件敲除,發(fā)現(xiàn)其卵巢轉(zhuǎn)分化為睪丸,卵巢結(jié)構(gòu)、導(dǎo)管形態(tài)及體細(xì)胞均表現(xiàn)出男性化特征,分子水平上Sox9 等睪丸分化相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)[42]。該結(jié)果表明即使在成年時(shí)期,F(xiàn)oxl2仍對(duì)卵巢形態(tài)和功能的維持起到重要作用。在人類,F(xiàn)OXL2突變通常與BPES綜合征有關(guān),患者常伴有卵巢機(jī)能障礙(如卵巢早衰等)[43]。
最近的研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)oxl2 敲除的小鼠體內(nèi)Sf1表達(dá)水平遠(yuǎn)高于正常小鼠,且該表達(dá)水平的改變與上游調(diào)控分子WT1、LHX9無關(guān);進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明,F(xiàn)OXL2 通過直接與Sf1 啟動(dòng)子的特定位點(diǎn)FLB1結(jié)合而抑制Sf1的表達(dá)[44]。
哺乳動(dòng)物的性別決定是眾多基因參與的復(fù)雜程序,某一基因的功能喪失或表達(dá)失控,都將對(duì)其他基因產(chǎn)生重大影響,導(dǎo)致兩性發(fā)育異常。雖然目前對(duì)性別調(diào)控機(jī)制有了一定程度的認(rèn)識(shí),但這種認(rèn)識(shí)并不系統(tǒng)完整。隨著生命科學(xué)的不斷發(fā)展,哺乳動(dòng)物的性別決定機(jī)制這個(gè)謎團(tuán)將逐步被解開,這將為多種人類性發(fā)育疾病的治療帶來光明。
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