基 础 篇

目前，学者们认为胎儿性别分化经历了三个阶段：首先是在受精时确定性染色体（XY或XX），然后在特定时间、特定基因的调控下性腺分化为睾丸或卵巢，最后在性腺分泌的激素作用下，生殖管道和外生殖器向男性或女性方向分化。在未分化期，人类胚胎具有生殖嵴（即原始性腺，将来发育为睾丸或卵巢）、两套生殖管道（即中肾管和中肾旁管，将来分别发育成男性生殖管道和女性生殖管道）和泄殖腔（进一步形成泌尿生殖窦、泌尿生殖褶、阴唇阴囊褶和生殖结节，将来可发育成男性外生殖器或女性外生殖器）。

20世纪前，人们尚无法解释正常性别分化的现象。随着X和Y染色体的发现，1959年学者们发现核型为47，XXY的Klinefelter综合征患者为男性，而核型为45，X的Turner综合征患者为女性，因此推测Y染色体上存在决定性腺向睾丸发育的基因，即睾丸决定因子（testis-determining factor，TDF）。经过随后31年的不断研究，1990年Sinclair等在对46，XX男性性反转的患者研究中，通过探针技术发现了一段具有雄性特异性的序列，被称为Y染色体性别决定区（sex-determining region Y gene，SRY）。1991年，Koopman等将SRY的DNA片段转到核型为XX的小鼠胚胎中，结果引起睾丸的发育，因而证实SRY是睾丸决定因子。

人类SRY基因定位于Yp11.3，无内含子，序列高度保守，转录单位全长1.1kb，编码DNA结合蛋白，即一种转录因子。SRY蛋白在睾丸支持细胞中表达，在细胞质内合成后被转运到细胞核，与DNA结合发挥调控目的基因表达的作用。SRY蛋白分为3个区域，其中部含有一个约80个氨基酸的区域，称为高迁移率组蛋白盒（high-mobility group box，HMG box），为其核心区域。HMG可分为3族：HMG-14/-17族、HMG-1/-2族和HMG-I/-Y族，其中SRY编码的HMG属于HMG-1/-2族，也称为HMG box。HMG-box可通过非极性蛋白侧链嵌入DNA特定区域内α-螺旋的小沟的方式与核心序列AACAAAG特异性结合，使DNA发生弯曲，从而加速蛋白质-蛋白质相互作用，抑制或激活下游基因的表达。当编码HMG box的基因发生突变时，SRY蛋白结合DNA的能力丧失，可导致XY女性性反转。HMG box两端还携带有两个独立的核定位信号区，当该区发生突变时，SRY亦不能发挥作用。此外，当SRY蛋白N端的丝氨酸残基被磷酸化后，其与DNA结合的活性增强。目前，大量的研究证据表明SRY就是TDF，对性腺向睾丸分化起着开关的作用。但是，对与SRY直接作用的基因及具体的调控机制尚不十分清楚。

随着研究的深入，学者们发现除 SRY基因外，还存在其他与性别决定相关基因如 SOX9（SRY-related HMG box 9）、 WT1（Wilm tumor suppressor gene-1）、 SF1（steroidogenic factor 1）、 DAX1（DSS-AHC critical region on the X chrome gene 1）和 WNT4（wingless-type MMTV integration site 4）等。

1.与睾丸决定相关的常染色体基因 SOX9基因的结构与 SRY基因相似，位于人类染色体17q24～25.1区段内，含两个内含子和一个外显子，编码一个含有509个氨基酸残基的蛋白。SOX9蛋白的HMG-box氨基酸序列与SRY蛋白的同源性达71%，可特异地识别DNA的序列，使DNA发生弯曲，从而调控靶基因的转录。研究表明SOX9蛋白对Ⅱ型胶原和抗苗勒管激素（Anti-Mullerian hormone，AMH）基因具有转录激活作用。动物实验发现SOX9在原始生殖嵴细胞中表达，并随着SRY蛋白的表达，在雄性小鼠生殖嵴中明显升高，而在雌性生殖嵴中明显降低，与性腺向睾丸分化的过程一致。同时， SOX9基因发生突变后，可引起XY女性性反转，表明其可能是SRY调节的下游基因。

WT1基因定位于人类染色体11p13，全长约50kb，包含10个外显子，所编码的蛋白具有4个C ₂H ₂型锌指结构和一个富含脯氨酸/谷氨酸的区域。该基因与 SRY具有协同激活转录的作用，同时可对 AMH基因进行转录调节。 WT1基因在肾脏和性腺的发育中起重要作用，当其发生突变时，可引起Frasier和Denys-Drash综合征，伴有生殖器官发育异常和XY女性性反转。动物实验表明敲除 WT1基因的小鼠除肾上腺和脾脏发育不全外，还会出现性腺缺失，表明其是性腺发育所必需的基因。

SF1基因定位于人类染色体9q34，属于核激素受体家族，参与类固醇的生成，在睾丸、卵巢被膜和肾上腺皮质等组织中表达。研究发现敲除SF1的小鼠，不仅会出现肾上腺和性腺的发育停滞，还会发生XY雌性性反转。此外，SF1蛋白可与 AMH基因结合，激活其表达。

2.与卵巢决定相关的基因 DAX1基因定位于X染色体短臂DSS（dosage sensitive sex reversal）区，属于激素核受体超家族，具有拮抗 SRY基因的作用。当 DAX1基因多拷贝时，可抵消 SRY基因的作用，引起XY女性性反转，而在正常情况下单倍剂量的该基因不能活化。同样，定位于常染色体的 WNT4基因也可以这种剂量敏感的方式对抗性腺向睾丸的分化，引起XY女性性反转。

男性或女性胚胎的原始性腺即生殖嵴，是由中肾管细胞和体腔上皮细胞在中肾内侧增殖形成。在妊娠第5周，原始生殖细胞经过卵黄囊和背侧系膜进入生殖嵴。在妊娠第6周时，生殖嵴内部的间叶组织形成原始性索，分为外层的皮质区和中央的髓质区，包绕生殖细胞。在妊娠的前6周，胚胎的生殖嵴、生殖细胞、生殖管道和外生殖器都具有双向分化的潜能。随后，男性胚胎在 SRY基因的调控下，开启相应的基因表达，引导原始性腺向睾丸分化。

当原始性索细胞内表达SRY蛋白时，其髓质区细胞开始分化成为支持细胞（Sertoli细胞），而皮质区细胞退化，形成睾丸索。在妊娠第7～8周，支持细胞开始分泌抗苗勒管激素（AMH，β-转化生长因子家族中的一员），可引起苗勒管在妊娠第8～10周快速退化。

在妊娠第9～10周，睾丸索间的间叶细胞在SRY蛋白的影响下，分化为间质细胞（Leydig细胞）。间质细胞可分泌雄激素（主要为睾酮），对中肾管、尿生殖窦和生殖结节向男性化方向分化起到关键作用。起初，雄激素由间质细胞自主合成，随后依赖于胎盘分泌的人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotrophin，HCG）。在妊娠晚期，HCG下降，雄激素的合成依赖于胎儿垂体分泌的黄体生成素（luteinizing hormone，LH）。因此，血清睾酮出现后，其水平先逐渐升高，在妊娠第13周达到峰值，随后逐渐下降。

睾丸索逐渐发育形成生精小管，而远离生精小管的睾丸索也发育成薄壁管道。同时，睾丸索与上皮间的间充质出现一层厚厚的纤维膜，即白膜。白膜在睾丸后缘增厚形成睾丸纵隔，与邻近的薄壁管道一起形成睾丸网。在妊娠第3个月，残留的5～12根中肾小管形成输出小管，与睾丸网相通。

生殖细胞与支持细胞的直接接触，对生殖细胞的发育起到了重要作用。生殖细胞与支持细胞接触后，可分化为精原细胞，经过一系列的有丝分裂后，最终停滞于减数分裂前期。在青春期，精原细胞开始继续减数分裂，逐渐成熟，并成为精子。如果在胚胎期生殖细胞未迁移到生殖嵴，将形成无精原细胞的生精小管。