性腺發(fā)育和性別決定

關于性腺發(fā)育和性別決定第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四性別表現(xiàn)型的決定公元前335年，Aristotle指出性別決定于熱，當母親子宮的冷超過父親的精熱時子代發(fā)育為雌性，雌性是發(fā)育不健全的雄性17-18世紀，已認識到雌性可以產生能夠傳遞親本性狀的卵子。19世紀末之前，人們認為溫度、營養(yǎng)、年齡等環(huán)境因素決定了性別。有利于能量和營養(yǎng)儲存的因子將使一個人生產女嬰，而有利于能量和營養(yǎng)利用的因子則使人生產男嬰。?20世紀初，Mendel定律重新發(fā)現(xiàn)(1900)、McClung發(fā)現(xiàn)性染色體

(1902)、Stevens和Wilson在昆蟲上發(fā)現(xiàn)了性染色體組成與性別關系(male=XYorXOwhilefemale=XX)(1905)，從而認識到遺傳物質在性別決定中起重要作用。第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四多細胞生物性別表達和決定方式的多樣性多細胞生物均采取了兩性（雌雄）的性別模式。多細胞生物的有性繁殖有雌雄異體、雌雄同體（植物中又包括有雌雄同花、異花現(xiàn)象）、性別轉換、孤雌生殖等不同的方式。性別決定集中表現(xiàn)在性腺的發(fā)育選擇上（初級性別決定），但是性別現(xiàn)象還包括有性附屬器官、性別特征以及性行為等方面（次級性別決定）。第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四性別發(fā)育受基因的控制，但是它的個體表達選擇又有不同的方式：通過有性過程中染色體的不同組合方式帶動子代基因的差異分配；通過環(huán)境因素影響的方式決定基因的選擇性表達。性別決定是一個復雜的生物學現(xiàn)象，它受多種基因的控制，在基因與表型的最終實現(xiàn)之間有許多的發(fā)育調控環(huán)節(jié)，它為性別的多樣性表達展開廣闊的發(fā)展空間第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四1.初級性別決定（Primarysexdetermination）

指生殖腺發(fā)育為睪丸或卵巢的選擇。胚胎生殖腺(gonad)的發(fā)育命運決定于其染色體組成，Y染色體的存在使生殖腺的體細胞發(fā)育為精巢而非卵巢。

哺乳動物有初級和次級性別決定現(xiàn)象一、哺乳動物的性別決定第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四人性腺形態(tài)發(fā)生過程A、胚胎生殖嵴具有發(fā)育的雙潛能性B、六周生殖索發(fā)育但尚無性別差異C-D、睪丸發(fā)育生殖索脫離與皮層的聯(lián)系，自成網絡，與中腎管通連E-F、卵巢發(fā)育除皮質外，生殖索大部分退化，原始卵泡形成，穆勒氏管將發(fā)育為輸卵管第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四哺乳動物性腺及其生殖管道發(fā)育概況第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四SRY是通過分析XX的men和XY的women的DNA而發(fā)現(xiàn)的。它是一種編碼223aa的轉錄因子，含有HMGDNA結合區(qū)。精巢決定基因為Y染色體上的SRY基因（1）精巢發(fā)生的基因決定第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四小鼠Sry基因存在于Y染色體上，在未分化的生殖腺和正在分化為睪丸的生殖腺中表達。轉Sry基因的XX小鼠可長出精巢和雄性特征，但不能產生正常的精子。A電泳示正常XY雄性小鼠（1）和轉基因XX小鼠（3）都有

Sry基因表達，而同窩出生的正常XX雌性小鼠（2）則沒有該基因表達B轉基因XX小鼠(右)發(fā)育有雄性外生殖器，與XY雄性小鼠(左)相似SRY對精巢發(fā)育影響的實驗證據(jù)第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四Sox9：小鼠的Sox9只在雄性生殖嵴中表達，表達時間比Sry約晚。SOX9基因的缺失使出生的個體很快死亡。SF1：在雌雄小鼠的未分化的性腺中都表達，但分化開始后就局限在XY小鼠正在發(fā)育的睪丸中。在睪丸的間質細胞中，它可激活幾個與激素合成有關的酶基因。與精巢命運決定有關的常染色體基因第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四

SF1基因對睪丸的發(fā)育是必須的

A敲除SF1基因的小鼠沒有腎上腺和睪丸發(fā)育B對照組睪丸正常發(fā)育C原位雜交顯示SF1表達在發(fā)育早期的睪丸中第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四與卵巢命運決定有關的

X染

色體基因DAX1：它編碼細胞核激素受體，是X染色體上潛在的卵巢決定基因。障礙（2）卵巢發(fā)生的基因決定第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四與卵巢命運決定有關的常染色體基因WNT4：是常染色體上潛在的卵巢決定基因。小鼠Wnt4在分化前的XX和XY生殖嵴中都表達，其后只在XX生殖腺中表達。第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四2.次級性別決定（secondarysexdetermination）指睪丸或卵巢形成后，由它們分泌的激素來影響性器官的發(fā)育。在出現(xiàn)睪丸的胚胎中，繆勒氏管退化，而烏爾夫氏管分化為輸精管、附睪、精囊。在出現(xiàn)卵巢的胚胎中，烏爾夫氏管退化，繆勒氏管分化為輸卵管、子宮等。第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四1.抗繆勒氏管激素(anti-Mullerianducthormone,AMH)：由睪丸支持細胞分泌的560aa糖蛋白，其作用可能是誘導繆勒氏管周圍的間質細胞分泌一種促凋亡因子，使繆勒氏管退化。MullerianductWolffianductMullerianductWolffianduct雄激素第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四2.睪丸酮：由睪丸間質細胞合成，其作用是誘導中腎管分化為輸精管、精囊、附睪。3.二氫睪丸酮：由睪丸酮轉變而成，其作用是指導生殖結節(jié)和尿殖竇分化為陰莖和前列腺。第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四在female胚胎中，雌激素由卵巢合成，它誘導繆勒氏管分化為雌性器官。在male胚胎中，雌激素由腎上腺合成，它使烏爾夫氏管細胞吸收睪丸中的水分，有助于增加精子的壽命和數(shù)量。

雌激素(estrogen)第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四該患者攜帶SRY基因

testes

AMHMullerianductdegenerationuterus、oviducttestosteroneNoandrogenreceptor輸精管、精囊、附睪。患雄激素不敏感綜合癥的XY型個體第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四哺乳動物的性別決定機制第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四

1.果蠅的性別決定于X染色體與常染色體的數(shù)量比:

X染色體上的性別決定基因叫分子基因(numerator)，而常染色體上的性別決定基因叫分母基因(denominator)。二者之比0.5時，個體將發(fā)育為雄性。二、果蠅的性別決定—————————————————————————————————————————————X染色體常染色體倍數(shù)X：A比率性別

321.50超雌性431.33超雌性441.00正常雌性331.00正常雌性221.00正常雌性230.66中間性120.50正常雄性130.33超雄性第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四果蠅副性特征決定方式可

產生兩性嵌合體現(xiàn)象發(fā)育中途，由于可能出現(xiàn)X染色體丟失，使成體一些細胞染色體組型發(fā)生變化，帶來兩性特征嵌合的現(xiàn)象。圖中左半邊是雌性（XX型），右半邊是雄性（XO型）第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四雌性表達dsx基因以雌性個體方式轉錄，同時開啟了進一步的雌性分化基因的表達和抑制了雄性分化基因的表達同時Sxl基因的雌性特異表達方式抑制了X染色體上作為雄性補償?shù)南嚓P基因的表達控制果蠅雌性的關鍵基因是sexlethal(sxl)第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四

雄性表達dsx基因以雄性個體方式轉錄，同時開啟了進一步的雄性分化基因的表達和抑制了雌性分化基因的表達由于Sxl、tra基因的無功能表達，使msl基因獲得表達，其產物激活了位于X染色體上的雄性補償基因雄第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四果蠅性別決定與哺乳動物比較1果蠅同樣通過染色體分配的方式實現(xiàn)后代的性別決定2性別決定由X染色體倍數(shù)（1或者2）與常染色體倍數(shù)（2n）的比值決定，Y染色體并沒有性別決定的作用，它只在發(fā)育后期才發(fā)揮對精子的活化作用3果蠅不產生性激素，其副性特征由身體相關部位的染色體組型決定

第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四三、線蟲的性別決定線蟲性別決定同樣是通過X染色體與常染色體倍數(shù)比決定的，即同樣存在分子基因和分母基因兩套基因。線蟲中與果蠅Sxl對應的基因是xol-1基因。線蟲性別決定的結果是雌雄同體和雄性個體兩種性別類型。

第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四0.2%maleprogeny50%maleprogeny雌雄同體線蟲的雌雄同體和雄性個體第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四例1爬行動物的孵化溫度和性別決定的關系四、環(huán)境因素對性別發(fā)育的影響

A.兩種蜥蜴，高溫導致雄性比率驟增B.七種烏龜，高溫導致雌性比率驟增

全部雌性全部雌性全部雄性全部雄性第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期四例2螠蟲Bonellia的性別決定于棲息環(huán)境

雌性個體大約10厘米長，吻伸展后能超過一米，共生在