A-第11章性腺发育和性别决定.pptVIP

第十一章 性腺发育和性别决定 性别决定的机制一直是胚胎学研究的一个重大课题。 在很长一段时间内人们认为环境，特别是热量和营养在性别决定中起重要作用。 Correus根据孟德尔学说假设，雄性是杂合的，雌性是纯合的，则可以实现大多数物种的性别比率为1:1. 20世纪初发现昆虫雌性具有XX染色体和雄性具有XY或XO染色体，证明性别决定是核的遗传产生的。 现在发现环境的和内在的机制在不同物种的性别决定中起作用。 第一节 哺乳动物性腺的发育 性腺(gonad)发育是一种独特的胚胎发育现象，其他器官原基只能分化为一种器官类型，而性腺原基通常具有两种选择：发育为卵巢(ovary)或精巢 (testis)，因此决定机体将来性别发育。 人类性腺原基在妊娠4周时出现于中间的中胚层，到7周前一直处于未分化状态.此时生殖嵴(genital ridge)上皮增生进入其上方的疏松结缔组织中(右图)，形成生殖索(sex cords)，妊娠6周时它包围迁入的生殖细胞。在XX和XY两种性腺中生殖索保持与上皮连接。 如果胎儿是XY, 生殖索到妊娠8周一直增殖并彼此愈合，形成内部的生殖索网和最远端较细的睾丸网(rete testis)。最后睾丸索与上皮脱离被一层厚的细胞外基质—白膜隔开。 在XX性腺中，生殖索退化，很快又由上皮产生一组新的生殖索，它仅停留在性腺的外表面称为皮质生殖索(cortical sex cord)，它断裂成簇，每个围绕一个生殖细胞，此时生殖细胞变为卵(ova)，围绕的上皮生殖索将分化为颗粒细胞(granulosa cell)，而卵巢间质细胞分化为卵泡膜细胞(thecal cell)，它与颗粒细胞共同形成卵泡(follicle)，每个卵泡围绕一个卵.它们分泌类固醇(steroid)激素。 雌性的缪勒氏管保持完整, 分化为输卵管、子宫、子宫颈和上阴道.乌尔夫氏管因为丧失了睾酮的影响而退化.右图 第二节 哺乳动物的性别决定 一. 哺乳动物染色体的性别决定 ㈠初级性别决定 初级性别决定涉及性腺的决定，是严格由染色体决定，不受环境影响。通常雌性是 XX，雄性是XY。 雌性每个卵具有一个X染色体，雄性产生两种类型的精子，一半含X染色体，另一半含Y染色体。如果受精卵接受精子的X染色体，产生的个体形成卵巢，发育为雌性；如果受精卵接受精子Y染色体，产生个体形成精巢, 发育为雄性。 Y染色体携带一个基因编码决定因子, 它组织性腺发育为精巢。如果精子既不含X染色体，也不含Y染色体(XO),那么产生的个体形成纤维性生殖腺，它既不形成精子，也不形成卵子。 因此精子提供的X或Y染色体对形成性腺和保持其功能是必须的 哺乳动物Y染色体对其性别决定是一个关键因子. 一个有5个X染色体和1个Y染色体(XXXXXY)的人将是雄性；而只具有1个X染色体, 而不具有第二个X或Y染色体的人发育为雌性, 并开始形成卵巢，但其中并不含卵泡。 ㈡次级性别决定 次级性别决定涉及性腺之外的身体表现型。 雄性具有阴茎、精囊、前列腺和常见的雄性个体大小、声带软骨和肌肉系统； 雌性具有阴道、子宫颈、子宫、输卵管、乳腺和常见的性别特异的个体大小、声带软骨和肌肉系统。 上述第二性征是由性腺分泌的激素决定的。在缺少性腺的情况下，产生雌性的表现型，具有输卵管、子宫和阴道，而不管其染色体是XX，还是XY。 二. 哺乳动物精巢决定的 Y 染色体基因 未分化性腺分化为精巢依赖上皮生殖索细胞中Y染色体基因的表达, 通过XX和XY卵裂球制备的镶嵌小鼠证明, 这种XX/XY小鼠是不育的雄性。 人类睾丸决定因子(testis-determining factor, TDF)的基因位于Y染色体的短臂上.个体具有Y染色体短臂, 无长臂, 为雄性; 但无短臂, 有长臂为雌性。1985年短臂含有TDF基因的区域已经通过临床结合DNA杂交研究鉴定出来。 人群中存在XX雄性(1/20000)和XY雌性.DNA杂交结果表明: XX雄性一个染色体上具有转位的Y染色体 1 区中的特异DNA,而所有检测的XY雌性丢失了Y染色体的这个区(下左图). 在其他XY雌性中发现SRY基因具有突变点和移码(frame shift)。如果SRY 真的编码主要的睾丸决定因子，那么应期望它在睾丸刚分化或分化期间直接在生殖嵴中起作用，这已在小鼠同源染色体的研究中得到证实. 小鼠的这个基因(Sry)也与睾丸的出现有关，它存在于XX 雄性中，而在XY雌性中缺如。Sry 基因在小鼠性腺刚分化为睾丸之前或分化期间在未分化性腺的体细胞中表达，这是在小鼠胚胎中唯一看到这个基因表达的时间和地点。 Sry 是睾丸决定因子基因的最有效证据来自转基因小鼠(下图).如果Sry 对诱导睾丸形成起作用，那么将Sry DNA插入一个正