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性分化及二性畸形 江苏省生殖医学重点实验室 周作民. 男性和女性的机体差异: 1. 性染色体 :男 - 46,XY 女- 46,XX 2. 性腺组织 :男-睾丸 女-卵巢 3. 内生殖管道 :男-附睾、输精管、射精管、附性腺 女-输卵管、子宫、阴道 4. 外生殖器形态 :男-阴茎、阴囊 女-阴蒂、小阴唇、大阴唇 5. 第二性征. 性分化的过程: 1. 染色体性别确定,男性 46,XY ,女性 46 , XX 2. 性腺分化 3. 生殖管道及外生殖器分化. 正常性分化 一. 染色体性别确定: 受精
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性分化及二性畸形 江苏省生殖医学重点实验室 周作民
男性和女性的机体差异: 1.性染色体:男-46,XY女-46,XX 2.性腺组织:男-睾丸 女-卵巢 3.内生殖管道:男-附睾、输精管、射精管、附性腺 女-输卵管、子宫、阴道 4.外生殖器形态:男-阴茎、阴囊 女-阴蒂、小阴唇、大阴唇 5. 第二性征
性分化的过程: 1. 染色体性别确定,男性46,XY,女性46,XX 2. 性腺分化 3. 生殖管道及外生殖器分化
正常性分化 一.染色体性别确定: 受精 23,X卵子+23,Y精子──→46,XY合子─→男性 受精 23,X卵子+23,X精子──→46,XX合子─→女性
二、性腺分化 1.未分化性腺的发生: 中肾嵴 间介中胚层→生肾索→尿生殖嵴 (第5周) 生殖腺嵴→原始性索 原始生殖细胞:特征:大圆形细胞,PAS反应阳性,第19-22天出现于卵黄囊壁背侧内胚层内,第25天开始迁移,第42天迁移至生殖腺。
2.睾丸的发生:第7周开始分化 原始性索→曲精小管、直精小管、睾丸网 曲精小管内间充质细胞→支持细胞(Sertoli cell) 原始生殖细胞→精原细胞 曲精小管间的结缔组织→睾丸间质细胞(Leydig cell)(第8周出现)
睾丸的下降: 第一阶段:第2个月,下降约10个体节;第3个月初,下降至腹股沟管上口,保持至28周。 第二阶段:7-8个月,少数在出生后下降至阴囊。如一周岁内睾丸不能下降至睾丸,则为隐睾。 隐睾的结果:精子发生障碍;睾丸肿瘤。
3.卵巢的发生:比睾丸晚6-7周分化 ①原始性索退化 ②皮质索形成→原始卵泡 中央的原始生殖细胞→卵原细胞→初级卵母细胞 周围的间充质细胞→卵泡细胞
4.性腺分化的调控: 性腺分化受到性染色体和常染色体上多种基因的调控,其中最主要的是位于Y染色体上的睾丸决定基因(testis determining factor, TDF)。
1)调控睾丸发生的基因 ①H-Y抗原基因:1955年由Eichward和Silmser发现 支持点: a. 出现于雄性动物的细胞膜上,雌性没有 b. 仅在睾丸组织内发现H-Y抗原受体 c. 用H-Y抗体处理新生小鼠,睾丸细胞转变为类似于卵泡 的结构 d. 用H-Y抗原处理雌性胚胎性腺向睾丸方向分化 e. 人类46,XX男性患者H-Y抗原阳性 f. 47,XYY,,48,XYYY的患者H-Y抗原量增加
不支持点: a. 抗原基因位于Y染色体长臂的近着丝粒处,与TDF 位于短臂上的说法矛盾 b. 一些雄性白鼠和46,XY的男性有睾丸,但H-Y抗原 阴性 c. 一些H-Y抗原阳性的46,XY患者表现为无性腺综合征
②ZFY基因:1987年由Page等发现 特性:位于Y染色体短臂近着丝粒处,编码蛋白含有13个锌指结构,因此称为ZFY(Zinc finger of Y chromosome)。 支持点:由于ZFY表达蛋白可与DNA结合,因此认为 ZFY就是TDF。 不支持点:a. X染色体上发现了同源基因ZFX b. 一些46,XX的男性染色体中无ZFY
③SRY基因:1990年由Sinclair自Y染色体短臂分离所得③SRY基因:1990年由Sinclair自Y染色体短臂分离所得 特点: a. 位于Yp1.1区域为单拷贝基因 b. 大小为21Kb,含6696bp的开放阅读框架 c. 编码蛋白含有由79个氨基酸组成的HMG框架,提示表达蛋白 可与DNA结合。 支持点: a. 位于Yp上与TDF的部位符合 b. 46,XY的女性有SRY的缺失或突变 c. 46,XX的男性有SRY的异位 d. 小鼠的Sry基因的表达时间与睾丸发生的时间一致 e. Sry转基因的雌性胚胎发育成雄鼠,证明了SRY就是TDF。
Y染色体上的SRY基因 有SRY: 原始生殖细胞精原细胞 原始性索细胞支持细胞,间质细胞 无SRY:原始生殖细胞卵原细胞 原始性索细胞卵泡细胞,卵泡膜细胞
位于常染色体和X染色体上的睾丸发育相关基因位于常染色体和X染色体上的睾丸发育相关基因 • WT-1基因 • 定位于11q13 • 为一种转录因子 • 在胎儿的性腺原基和成年的Sertoli 细胞有表达 • 基因突变或剔除使性腺停滞在胚胎早期阶段 • 2. SF-1基因 • 定位于9q33 • 为类固醇生成因子-1 • 在胚胎的生殖嵴、类固醇激素生成细胞等有表达 • 基因剔除小鼠表现为性腺和肾上腺缺如。
3. SOX9基因 定位于17q24.3~25.1 睾丸中有表达 4. 9p24和10q26.1-ter 9p和10q缺失可引起性腺发育不全和两性畸形
性反转综合征: 男性,46, XX ,Yp-Xp末端异位,SRY阳性;体征似克氏综合征。
性反转综合征: 46, XY 女性,SRY基因突变(第113密码子发生突变);女性外观,原发闭经,外生殖器幼稚,无阴毛、腋毛,乳房不发育,卵巢条索状。
不支持点:a. 一些46,XY的女性SRY阳性 b. 一些46,XX的男性SRY阴性 46,XY 女性,SRY阳性的可能原因: a. SRY的点突变 b. SRY的下游基因或其它性别决定基因的丢失或突变,如 9p 10q上的部分基因丢失→性反转;17q24.25异位→睾丸 发育不良
克氏综合征(先天性睾丸发育不全): 表型男性,小阴茎,小睾丸,无精子;身材高大,皮肤细腻,体毛较少,无胡须,无喉结,乳房发育;雄激素低,LH高。
XYY综合征: 身材高,智力正常或轻度低下,有性格或行为异常,性情暴躁,易冲动,常发生攻击性行为。
2)调控卵巢发生的基因: 当无Y染色体时,未分化性腺分化为卵巢,但卵巢的发生同时受到X染色体上一些基因的调控,且需要两条X染色体均正常。 45,X→Turner’s综合征 Xp缺失→卵细胞萎缩,月经紊乱 Xq(13, 25, 26)缺失→卵巢退化
Turn’s 综合征: 45,X
Turn’s 综合征:体矮,蹼颈,后发际低,性腺发育不全,生殖器发育不全,原发闭经,外生殖器幼稚;乳距宽,乳头发育不良,无腋毛、阴毛;轻度智力低下。
XXX综合征(超雌综合征): 外表一般正常,部分患者智力障碍和精神障碍,卵巢功能异常,间歇性闭经;体矮,肥胖,眼距宽等。
二、生殖管道的分化 1.未分化期 人胚第6周时,男、女胚胎共有二套生殖管道 1)中肾管和中肾小管(Wolffianduct) 2)中肾旁管(Muller duct) 3)窦结节
2. 男性生殖管道的发生 中肾旁管退化 窦结节退化 中肾小管附睾输出小管 中肾管附睾管,输精管
3. 女性生殖管道发生 中肾管、中肾小管退化 中肾旁管: 上段、中段 输卵管 下段左、右融合子宫 窦结节阴道板阴道, 处女膜
4.生殖管道分化的调控: 1)抗中肾旁管激素,又称抗苗勒氏管激素(anti-mullerian hormone, AMH)或中肾旁管抑制因子(MIF)或中肾旁管抑制物质(MIS): 特点:①睾丸支持细胞分泌 ②为糖蛋白,分子量145-235KD ③基因编码蛋白含560个氨基酸 ④基因定位于19号染色体短臂末端(19p13.3) ⑤通过AMH受体发挥作用 ⑥胚胎发育7-8周时开始分泌,持续至8-10周 1QA、
AMH功能:抑制苗勒氏管分化为输卵管、子宫和阴道上部。AMH功能:抑制苗勒氏管分化为输卵管、子宫和阴道上部。 证据:①AMH转基因雌鼠→苗勒氏管退化 ②作用呈浓度依赖 ③作用具有明确的部位局限 AMH↓或AMH受体缺乏→苗勒氏管持续综合征
2)睾酮 特点:①由睾丸间质细胞分泌 ②睾酮分泌受到LH/hCG的刺激作用 ③作用通过雄激素受体发挥 ④胚胎第7-8周开始分泌,15-18周达峰值,以后下 降,青春期出现第二高峰 功能:①刺激附睾、输精管和精囊腺的形成 雄激素合成↓或雄激素受体缺乏→男性生殖 管道缺如 ②第二性征出现
三、外生殖器分化 • 未分化期: 第5周时开始形成 • (1)生殖结节:尿生殖膜头侧的隆起 • (2)尿生殖褶:尿生殖膜形成的内侧 • 纵行隆起 • (3)阴唇阴囊隆起:尿生殖膜形成的 • 外侧纵行隆起 • 至第10周时已可分辨性别。
2. 男性外生殖器发生 生殖结节→阴茎龟头 左右尿生殖褶合并→尿道海绵体 左右阴唇阴囊隆起合并→阴囊
3. 女性外生殖器发生: 生殖结节略增大→阴蒂 左右尿生殖褶→左右小阴唇 左右阴唇阴囊隆起→左右大阴唇
外生殖器分化的调控: 5α-还原酶 睾酮────→双氢睾酮 双氢睾酮+AR→外生殖器男性化 双氢睾酮缺乏(如5α-还原酶缺乏)或AR缺乏→外生殖器女性化
二性畸形 定义:性分化过程中,如睾丸决定因子或其它起关键作用的有关基因、因子或激素发生改变或异常,使性分化方向发生改变或停留在某个中间阶段,出现介于正常男性和女性之间的表型特征,称两性畸形。 分类: 真两性畸形 二性畸形女性假两性畸形 假两性畸形 男性假两性畸形
一.真二性畸形 1.特点: 1)机体内同时存有卵巢和睾丸 2)染色体为正常男性、正常女性或嵌合型 3)生殖管道和外生殖器往往为二性畸形 2.病因: 1)纯合子性染色体镶嵌:两个细胞系起源于同一原始细胞。 2)非纯合子性染色体镶嵌:两个受精卵融合或两次受精形成。 3)SRY异位至X或常染色体上。 4)X连锁或常染色体基因突变,使具有SRY的功能。