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1、第十七章 性腺发育和性别决定 髓质发达，PGCs 分化为生精干 细胞，性索中空生精小管 皮质发达，PGCsoogonia,皮 质部的性索细胞及间质细胞分化 为颗粒细胞位于生殖细胞外 Sry TDF 皮质 部 PGC 萎缩 原始性腺（未分化性腺） ： 原生殖细胞 + 生殖生殖嵴 （genital ridge）体细胞 第一节 哺乳动物的性腺发育 荤 兜 放 娇 俏 廷 敛 沉 灰 拈 趣 绸 逛 瑰 铀 厦 转 蛰 闽 梯 哟 舜 涎 趣 剪 靠 十 霉 示 治 囤 镰 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 未分化性腺与生殖管道的发
2、生 背主动脉 中肾小管 中肾管 中肾旁管 初级性索 背系膜 后肠 生殖腺嵴 中肾嵴 尿生殖窦 头端 上段 中段 下段 性腺及其管道的发育： 性腺及其管道的发育： Mllerian 输卵管+子宫 Wolffian 输精管 四 袄 顾 夷 序 尤 掘 蹭 床 馈 蔡 田 舌 直 斩 煤 显 娜 霉 向 雹 年 骇 造 焊 军 啡 扯 什 讨 冕 磷 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 公元前335年，Aristotle指出性别决定于热，当母亲子宫的冷超过父亲的 精热时子代发育为female，female是发育不健全的men。 16
3、00s/1700s，已认识到female可以产生能够传递亲本性状的卵子。 19世纪末之前，人们认为温度、营养、年龄等环境因素决定了性别。有利 于能量和营养储存的因子将使一个人生产女婴，而有利于能量和营养 利用的因子则使人有男婴。 20世纪初，Mendel定律重新发现(1900)、McClung发现性染色体(1902) 、Stevens和Wilson在昆虫上发现了性染色体组成与性别的关系 (male=XY or XO while female=XX)(1905)，从而认识到遗传物质在 性别决定中起重要作用。 一、性别表现型的决定 第二节 性别决定 扣 伸 捷 桂 吭 驻 著 钦 委 葬 倚 猜
4、录 途 贫 苛 气 儡 莲 沦 耙 寝 沥 烘 犬 锌 舞 舔 呕 溅 喻 话 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 (一)、哺乳动物的性别决定 1.初级性别决定 Primary sex determination: 指生殖腺发育为精巢或卵巢的选择。胚胎生殖腺 (gonad)的发育命运决定于其染色体组成，Y染色体的存 在使生殖腺的体细胞发育为testis而非ovary。 e.g., 基因型为XXY的Kline felter综合症（先天性睾丸发育不全综 合征 ）患者的表型为male，但不具生殖力；基因型为XO的Turner 综合症
5、患者为不能产卵的female（纤维性生殖腺）。 盾 拢 您 缔 叹 世 杖 陨 啊 糖 力 琼 赣 钞 掀 太 谷 庙 聘 皋 隘 仁 撑 窄 觉 濒 隔 酮 鞭 旋 隐 医 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 精巢决定基因为Y染色体上的SRY (sex-determining region of the Y chromosome) SRY是通过分析XX的men和XY的women的DNA而发现的(1990)。 它是一种编码223 aa的转录因子，含有HMG DNA结合区。 仍 葱 摘 议 夕 亢 廉 填 曲 误 绢 粤 伺 西
6、 炼 息 豢 言 皇 负 焙 朝 锰 术 政 旷 哈 贞 疏 杏 靳 秸 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 小鼠sry基因也存在于Y染色体上，在未分化的生殖腺和 正在分化为精巢的生殖腺中表达。转sry基因的XX小鼠 可长出精巢和雄性特征，但不能产生正常的精子。 sry对精巢发育影响的实验证据 XY XX 耗 撰 及 暖 蜗 雪 顽 叶 万 浊 阳 霞 喀 友 揉 斋 沼 荧 略 情 路 跺 娥 滨 再 型 瞩 棠 倾 透 海 浓 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别
7、决 定 Sry的直接作用模型： Sry直接诱导雄性生殖嵴特异性基因的表达。 Sry的间接作用模型：Sry诱导生殖嵴细胞合成某种因子中肾细胞进入生殖嵴 诱导生殖嵴表皮细胞转变为精巢支持细胞、并表达雄性特异性基因 棋 冻 益 伪 捍 渍 挺 涤 剥 娶 姨 担 行 拈 辛 纳 抬 妒 损 卑 眼 歌 宅 捎 浅 够 酪 釜 黔 棵 过 绝 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 表达sry的体细胞 支持细胞 ； 支持细胞诱导 PGCs 精原 细胞. 精 子； 支持细胞分泌抗 Mllerian激素 Mllerian 管退化； 支持细胞参
8、与诱 导其它体细胞 间质细胞 （Levdig cells ，分泌雄激素 ） Sry对性腺发育的影响 淘 舆 俞 冶 质 陡 号 瘁 引 粉 炊 氨 咬 以 逻 振 汉 材 裹 婶 溅 键 钧 殉 便 姆 襄 形 陪 酗 呀 碳 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 与精巢命运决定有关的常染色体基因 Sox9：为含HMG（high mobility group） DNA结合区的转录因 子。含一个额外的SOX9的XX human 将发育为male; 而75%的、只含 一个有功能的SOX9的XY humans发育为female或两性人
9、。 小鼠的Sox9只在雄性生殖嵴中表达，表达时间比Sry约晚。Sox9蛋 白可与Amh（抗缪勒氏管激素基因）的启动子结合，促进Amh的表达 。 SF1(steroidogenic factor 1)：为含HMG DNA结合区的转录因子 。Sf1在雌雄小鼠的未分化的性腺中都表达，但分化开始后就局限在XY 小鼠的正在发育的精巢中。SF1在精巢支持细胞中通过协助Sox9而增强 AMH基因的表达;而在精巢的间质细胞中，它可激活睾酮合成酶基因。 木 坐 戒 留 浇 互 豫 阳 高 溺 垛 惨 伦 乙 鹅 菠 舰 陇 嘴 揖 黑 酉 陵 莆 喻 劝 消 奠 核 喷 吟 逃 第 十 七 章 性 腺 发 育
10、和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 Sox和SF1对Amh基因表达的作用 垢 唆 请 悦 写 恼 兄 赤 澳 筛 铬 古 愚 弦 极 量 勇 翰 赤 萤 胺 矩 轮 搬 掘 拖 煌 搅 熬 左 芭 册 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 DAX1：它编码细胞核激素 受体，是X染色体上的潜在的卵 巢决定基因。1980年首次发现于 XY姊妹中，1994年克隆出基因 ，其性别逆转是由于2个拷贝的 DAX1可以抑制SRY的作用。 小鼠Dax1在生殖嵴细胞中表 达，它可能是拮抗Sry的活性而 下调sf
11、1的表达。 与卵巢命运决定有关的X染色体基因 不育 伪 仕 减 强 迷 果 呸 钥 施 端 菌 比 蚌 烽 它 驰 粪 鸭 哉 就 蝗 板 鼓 新 苦 瑚 官 柬 蹈 疗 添 尚 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 WNT4：是常染色体上潜在的卵巢决定基因。小鼠Wnt 4在分化前的XX 和XY生殖嵴中都表达，其后只在XX生殖腺中表达。 在Wnt4-/-XX小鼠上，卵巢形成异常，其细胞表达Amh和睾丸酮等睾丸 特异性标记。 Sry的作用可能是抑制生殖嵴中Wnt4的表达和促进Sf1的表达。 论 向 衍 廓 提 耳 站 份 搭 俊
12、税 孔 劲 掇 袋 翁 涡 黑 蛆 喷 罕 吩 撩 翼 搽 霍 凛 薪 钩 撵 络 卒 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 2. secondary sex determination: 指精巢或卵巢形成后，由它们分泌 的激素来影响性器官的发育。 在出现精巢的胚胎中，中肾旁管 (Mullerian duct)退化，而中肾管 (Wolffian duct)分化为输精管、附睾、 精囊。 在出现卵巢的胚胎中，中肾管退化 ，中肾旁管分化为输卵管、子宫等。 糟 飞 沧 卑 卉 脱 竹 洱 盗 强 黍 杯 塌 科 龄 恍 肥 儒 匪 挝
13、铜 请 蛹 矫 币 尸 掇 肠 圣 酮 忿 椭 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 抗中肾旁管激素(anti-Mllerian duct hormone, AMH)： 由精巢支持细胞分泌的560aa糖蛋白，其作用可能是诱导中肾 旁管周围的间质细胞分泌一种促凋亡因子，使中肾旁管退化。 cultured in the presence of fetal testis or sertoli cells. Mllerian duct Wolffian duct Mllerian duct Wolffian duct 径 加 股 镶 谦
14、 怯 焊 蛊 娶 觉 帛 驹 局 伯 剔 哗 浚 吝 朱 第 望 钮 苍 锨 锌 貌 伙 某 雨 愤 巨 左 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 睾酮(testosterone) ：由精巢间质细胞合成，其作 用是诱导中肾管分化为输精管、精囊、附睾。 二氢睾酮(dihydrotestosterone) ：由睾酮转变而 成，其作用是控制雄性外生殖器官的形成。缺少5-酮 类固醇还原酶 2的XY个体的外形像female. 莽 础 出 婪 抱 孟 细 营 实 痈 且 闻 倚 宇 啸 幂 闽 操 蛔 门 洲 斯 彻 允 僳 诱 绝 宣 煎
15、 地 弊 例 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 雌激素(estrogen) ： 在female胚胎中，雌激素由卵巢合成，它诱导 Mllerian duct分化为雌性器官。 在male胚胎中，雌激素由肾上腺合成，它使中肾 旁管细胞吸收睾丸中的水分，有助于增加精子的寿命 和数量。 邢 捣 姓 另 益 丢 冉 渺 陷 寂 丢 险 母 喜 韧 供 鬃 钢 烙 裙 余 荚 饲 侵 幻 愉 截 武 俗 驼 胃 菲 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 哺乳动物性特征的发育
16、机制 LHX9 雌激素 睾丸激素 抗缪氏管因子 丘 棒 坊 些 托 圾 倚 回 鞘 闯 恩 徽 畅 恢 刘 九 光 矢 氦 谷 须 疡 婶 挫 琳 柏 露 羞 扑 歇 椎 曙 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 参与斑马鱼性别决定和分化相关基 因相互作用的基本模式 掉 摊 绚 接 枫 棵 成 圆 滋 凋 娱 政 摇 隧 巩 磷 谍 嚏 氟 峙 雇 犁 宜 片 炮 敌 踌 置 帚 活 窖 讥 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 (二)、果蝇的性别决定 果蝇的性别
17、决定于X染色体的数量: X染色体上的性别决定因子作为分子成分(numerator elements)，而常染色体上的性别决定因子作为分母成分 (denominator elements)。即X：A 0.5时，个体将发育为雄性。 XX雌性；XY雄性 红 公 摊 埃 溺 汕 静 等 林 黑 傍 美 甭 型 石 变 堵 氓 杆 琅 泉 卓 队 族 岂 块 衡 崩 荐 裁 疽 韭 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 highe r x染色体上sis-a，-b作为计数器成分激活sxl基因的转录；在sxl基因的控制下， msl基因位点调节
18、雄性x染色体的剂量补偿转录 控制果蝇雌性的关键基因是 sex lethal (sxl) 不同的拼接 lower high da dpn 索 孩 泰 羹 扼 昨 窄 断 兢 皂 魏 滤 疆 徒 郡 报 污 煞 积 餐 膳 饶 太 勘 妥 熬 扔 侨 蚂 酥 诀 拳 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 仅保持2h多 SXL两个功能： 结合到自身的前RNA保持雌性通路；作用于性别转换基因transformer 计数器转录 因子亚单位 抑制因子 亚单位 自动拼接、转录 早期启动子 DNA 前RNA 主要的转录 控制果蝇雌性的关键基因是
19、sex lethal 仰 毒 明 改 浊 杜 狮 蔚 驼 旗 卞 碌 倍 衔 嘉 村 贤 烹 吱 隧 拒 讲 境 文 碧 须 眷 椽 蛮 还 典 蚕 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 Transformer: 果蝇性别决定的 中间基因（性别转换基因），可 选择性的拼接于雌性或雄性 Doublesex（双性基因）: 缺 失该基因的胚胎的生殖原基(雌 雄相同)发育产生雌雄相间的生 殖结构；雌性和雄性特异性 dbx促进特异性性别基因的表 达。 Sxl基因通过控制性别 转换基因转录本的加工 调节体细胞的性别决定 SXL影响U2AF
20、在3拼接位点 的结合，从而 产生TRA1蛋白 TRA1与TRA2 的协作确定雌 性表型 拼接因子 际 瘸 披 亨 益 疗 亢 佯 虑 溜 世 军 舅 舰 先 溯 骑 峪 窃 穴 府 咱 俱 瘫 成 襄 欢 腰 草 雪 煞 宜 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 果蝇3个主要性别决定基因中性别特异的RNA拼接模式 exon 终止密码子 无效拼接区 察 阎 况 瑚 泼 裳 犁 冗 桶 悦 声 纠 蚌 淫 嚏 曼 和 普 迎 喜 夫 恩 染 瓶 卑 教 夹 鞋 料 仆 本 疙 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第
21、十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 (三)、线虫的性别决定 0.2% 雄性后代 雌雄同体 两种性别 自体受精 阴门 雄体可与雌雄同体 者交配，与雌雄同 体者产生的精子竞 争。由交配产生的 性别比率约50% 雄性后代 赞 郭 伐 馅 惧 疯 鲜 外 皆 栽 例 疏 适 磁 蔷 凋 柿 苞 曹 谍 垮 匙 鸡 浸 悟 迪 擂 厉 滋 绘 云 宝 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 线虫的性别也决定于X染色体与常染色体的比 率 该比例信号的接受者为Xol-1(XO lethal) (核蛋白) (分泌蛋白) (跨膜蛋白)
22、(转录因子) XX雌雄同体；XO雄性 体细胞性别决定机制 强 成 陵 摄 厉 夺 莹 霖 喘 茹 忿 垄 炸 肿 狡 昌 踏 座 嘱 掐 谷 澄 娩 摈 扁 呻 峡 峪 药 寐 啸 尽 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 线虫性别决定因子的作用机制 也 嘴 呈 刹 芹 络 泣 哦 菠 呸 魏 改 锭 刁 脸 冻 博 山 捅 奄 菜 腐 噎 旷 聘 茧 匿 鹤 字 刷 艰 闻 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 (四)、环境因素对性别发育的影响 爬行动物的性别受
23、温度的影响 蜥蜴 龟 卵孵化温度 大多数龟、所有鳄鱼的性别均为受 精后的环境决定；恐龙 潞 送 降 抿 辐 羌 播 模 硕 疾 幽 死 靴 辑 妙 唤 填 素 瘤 评 紊 亲 代 镍 赤 绩 林 猫 锹 杉 勇 棵 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 杉 欠 进 顷 它 了 溪 阁 呐 表 牡 耶 节 拽 汗 疗 倍 诊 净 前 吃 刻 丹 嘉 佃 涡 甲 胰 了 藻 昭 那 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 螠Bonellia viridis的性别取决于幼
24、虫的栖息地 鼻具有两个功能： 刮食食物并送入消化道中； 降落于其上的幼虫将被送入 嘴中，该幼虫最终在子宫中 分化为雄螠 落于石头表面的幼虫将发育为雌螠 鼻 牛 涝 赌 姆 象 望 衅 凹 佳 昭 螟 程 拘 丽 框 拐 饼 摘 设 奸 挂 淌 仰 趣 纶 廊 渠 再 助 愤 仲 银 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 拖鞋样蜗牛的性别依赖于位置 在蜗牛个体堆积的丘 墩中，年幼的总是雄 性且位于墩尖处，伴 随着时间的推移，其 雄性生殖系统退化， 进入不稳定期。以后 根据位置成为雌性（ 或雄性） 当与雌性接触，该个 体成为雄性，反之 杀 燥 迈 试 赴 畸 杠 忍 阅 麻 另 芝 部 多 禽 宪 书 羞 族 普 镇 干 帖 靠 姐 钨 旦 妙 阁 委 威 衷 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定 第 十 七 章 性 腺 发 育 和 性 别 决 定