性腺(gonad)由一群細胞稱為生殖脊(genital
ridge)含有生殖細胞進而發育成為性腺,再經由不同基因調控分化成睪丸及卵巢。目前已知在哺乳類雌性有兩條性染色體為XX,而雄性為XY,作為性別的決定。而Y染色體上的性別決定基因(SRY)在胚胎時期的表現,決定性腺發育為睪丸。目前對於性別決定基因的調控已有些許的了解,例如:轉錄因子Nr5a1、Fog2、Cbx2、Wt1+KTS等可以調控SRY的表現,而這些轉錄因子的表現被破壞之後,會造成性別反轉的現象。但是其詳細的基因調控機制目前尚未清楚。而本篇研究的主要發現,證實了SRY上游的控制轉錄因子為Six1/six4,負責調控性腺的細胞形成與性別分化。
該研究團隊先前證實在發育過程Six1/six4轉錄因子表現於腎與性腺的發育過程中,且分別將小鼠的Six1與Six4基因剔除,結果發現有輕微的缺陷,同時也證實此基因有互補的功能,因此,在此篇研究團隊利用Six1/six4兩個基因同時剔除的方式,探討 Six1/six4如何調控性腺發育及性別調控。首先,在Six1/six4剔除基因鼠發現出生死亡率高達九成,且有性別反轉的現象,進一步發現Six1/six4會直接調控轉錄因子Fog2進而影響SRY的表現及分化路徑。另一方面,該研究團隊發現在早期Six1/six4剔除基因小鼠胚胎的性腺都比野生型來的小,因此該研究團也證實由Six1/six4調控轉錄因子Nr5a1進而影響性腺的大小。進一步利用Six1/six4剔除基因鼠與表現SRY的轉殖基因鼠交配,觀察下一代是否有恢復現象,結果發現,即使Six1/six4剔除,但只要SRY轉殖基因的表現,性腺就可發育為睪丸,證實了Six1/six4在SRY上游調控雄性性別發育與控制性腺大小的重要角色。
性別調控機制複雜,但對於生物個體的發育來說,卻是一個重要的決定過程,此研究團隊提供的研究證據,除了對目前性別調控機制的研究往前推進外,在未來亦可能應用於臨床醫學上的基因診斷,對生殖醫學有所貢獻。
(撰稿:潘宥君,國立陽明大學生科系暨基因體科學所碩士生)
(潤稿:陳俊銘,國立陽明大學生科系暨基因體科學所副教授)
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