[要闻] 科学前沿要闻-007 2015-5-5

来源:作者: 发布时间:2015-02-23 浏览次数:534

译文(战笑然 翻译, 李睿琪 审校)

Sex redefined

Claire Ainsworth

NATURE | VOL 518 | 19 FEBRUARY 2015

原文链接:http://www.nature.com/news/sex-redefined-1.16943

     

睿琪按:性别这个看似简单的问题背后是不是有很不简单的故事呢?对于性别的重新定义可以发Nature,应该还是很能说明问题的。似乎人在发育早期也是“雌雄同体”,即便是很“直男”的童鞋体内也可能有XX细胞,而软妹子们也可能有XY细胞,这个想想也还是很神奇的一件事呢。

不过重点是,笑然师妹辛苦翻译全文着实别人敬佩。有兴趣的同学不妨一读,万一以后脑洞大开也发个Nature呢。

 

对性别的重新定义

两性的概念是最简单的,现在,生物学家正在思考更广泛的范围。---题记

 

       Paul James作为一个临床遗传学者,已经习惯与他的病人讨论一些最微妙的问题。但在2010年初,他发现自己有一个关于性特别尴尬的谈话。

       在澳大利亚皇家墨尔本医院,一位46岁的孕妇访问了他的诊所,孕妇从一个羊膜穿刺术测试结果的屏幕上得知她的宝宝染色体异常。宝宝很好,但后续的测试发现使得母亲自己非常震惊。她的身体是从两个人身上建立起细胞的。这两个人很可能是已经进入到母亲子宫的双胞胎胚胎。一组细胞携带两个X染色体,这通常会成为女性。另一组细胞有X和Y,而她中途又怀上了第三个孩子。女人第一次得知的消息是她身体里很大部分是男性染色体。James说“这是一个刚在羊膜穿刺术人的科学奇幻的案例”。

       性别可以比起初看起来要复杂得多。根据简单的场景,Y染色体的存在与否是重要的。有它你就是男性,没有它你就是女性。但医生们早就知道,有些人跨越了边界--他们的性染色体说的是一件事,但性腺(卵巢或睾丸)或性解剖学却说着另一件事。儿童的父母与这些条件被称为雌雄间性条件--性别发展的偏差或失调(DSDs)--经常要去面临孩子是培育一个男孩还是女孩这个艰难的决定。一些研究人员现在认为100个人中有一个是DSD的结构。

       当考虑基因时,两性之间的边界甚至变得更加模糊。科学家们发现许多基因包含DSD结构,并发现了这些基因的变化微妙的影响一个人的解剖或生理性别,更重要的是,在DNA上测序的新技术和细胞生物学表示,在不同的程度和复杂的遗传学来说,几乎每一个人都有截然不同的细胞。一些性别可能不匹配身体的其余部分。一些研究甚至表明,每个细胞的性别都在通过一个复杂的分子相互作用网络驱动着其自身行为。“我认为在男性或女性有更大的多样性,当然还有重叠,有些人不容易在二元结构定义自己。”John Achermann说。John Achermann是伦敦大学学院儿童健康研究所的性发展和内分泌学研究人员。

       在性别仍然被定义在二元关系中的术语的世界里,这些发现是非常模糊的。一些法律制度不允许生理性别的任何歧义,一个人的合法权利和社会地位可以深受他们的出生证明是男性是女性的影响。

       “强大的二分法的主要问题是,在有限制的中间情况下,要我们找出确切的男性和女性之间的分界线在哪里。”在加州大学洛杉矶分校,研究生物的性别差异的Arthur Arnold说。“这通常是一个非常困难的问题,因为性可以通过多种方式定义。”


 

性的开始

       两性的身体不同的是显而易见的,但在生命的开始,它不是。五个星期发展,人类胚胎有可能形成男性和女性,生长中肾脏的旁边有两个隆起,称为性腺嵴,在它旁边有两对导管,其中一个可以形成子宫和输卵管,另一个是男性生殖器。在六个星期,性腺长成成为卵巢或睾丸。一个睾丸的发育,它分泌睾丸激素,支持发展的男性导管。这也使得其他激素强制子宫和输卵管收缩。如果卵巢性腺生成,雌激素致使睾丸激素的缺乏导致男性管道枯萎。性激素也决定发展的外部生殖器,在青春期,他们再次发挥作用,如乳房或面部毛发第二性特征。

       改变这些过程对个体的性别会有戏剧性的影响。基因突变影响性腺发展,它会导致一个含有XY染色体人生具有典型的女性特征。而激素信号的改变会导致XX个体沿着男性方向发展。

       多年来,科学家们相信个体发展成女性是默认设置,而男性的发展是被一个Y染色体上特定的基因所启动的。1990年,研究人员发现了这种基因的身份他们被称为SRY这种基因可以从卵巢到睾丸发育切换。例如,XX人携带Y染色体的一个片段经SRY作用成为男性。

       然而,女性特征的概念作为一个被动的默认选项已经被基因的发现推翻了,基因积极促进卵巢发展和抑制睾丸计划--比如一个叫WNT4。XY个体使用这种基因的额外拷贝,可以开发非典型生殖器和性腺,和一个基本的子宫和输卵管。2011年,研究人员表明,如果另一个关键卵巢基因RSPO1不正常,它导致XX人开发一个两性腺--性腺卵巢和睾丸性腺发展。

       这些发现指出性别决定一个复杂的过程,性腺在及荧活性之间显示出两个对立现象。活动的变化或大量的分子(如WNT4)在网络能够影响朝向或远离性,这可以用染色体来说明。“它一直在,从某种意义上说,哲学改变我们看待性的方式;这是一个平衡。”洛杉矶加州大学临床医生和性基础生物学中心的主任Eric Vilain说。“这更多的是一套系统生物学对性别世界的观点。”

性别大战

       科学家说,生长已经结束很长时间后,平衡可以转变。小鼠的研究表明,男性和女性的性腺在生活中徘徊。其身份需要不断的维护。2009年研究人员报告在成年雌性老鼠去活化卵巢的基因称为Foxl2,他们发现卵巢颗粒细胞,卵巢支持变成了睾丸支持细胞,两年后,一个单独的团队展示了不同点:被称为Dmrt1的灭活基因使成年睾丸细胞会变成卵巢细胞。

       性腺不是性别的唯一来源。许多DSD是由机械的变化引起的,这个机械响应性腺激素信号和其他腺体。完整的雄激素不敏感综合征,或者当一个人产生的细胞对男性性激素充耳不闻的原因,通常是因为应对荷尔蒙的受体不工作。人可以有Y染色体和内部睾丸,但是“他们”/她们的外部生殖器是女性,而“他们”rdquo;/她们在青春期成为女性。

       这些条件满足DSD的医学定义,表现出来的性别与染色体的性不同。但是这种情况是很少的--1/4500的概率。研究人员说,定义应该扩大。

       但除此之外,可能会有更多的变化。自1990年代以来,研究人员已经确定了超过25个基因参与DSD,下一代DNA测序技术发现了在这些基因中各种各样的变化,而不是导致DSD。

       DSD称为先天性肾上腺增生(CAH),使身体产生过多的男性性激素。XX在此基础上天生具有模糊的生殖器。它通常是由于严重缺乏一种叫做21-hydroxylase的酶。但携带突变的女性会导致一种“non-classical”的CAH,会使他们看起来有男人的特征。

       许多人从来没有发现他们的条件,除非他们寻求不孕方面的帮助,或通过其他一些刷用药物发现它。

细胞的性别

       DSD的研究表明,性别不是简单的二分。当科学家放大观察单个细胞,事情变得更加复杂。每一个细胞都包含相同的基因的假设是不正确的。有些人有镶嵌性:他们从一个受精卵发展而成的细胞有不同的遗传构造。这种现象可以发生在性染色体之间。例如,胚胎开始XY可以失去一个Y染色体,如果大多数细胞最终XY,结果是一个典型的男性,但是如果大多数细胞是X,结果是一个女性, 这往往导致限制高度和欠发达的睾丸。这种镶嵌现象是罕见的,在15000人中通常仅有一例。

       性染色体的影响从平凡到非凡。少数病例记录的XXY胚胎成为混合两种细胞类型--一些有两个X染色体或者两个X和一个Y--在发展早期进行分裂。这导致相同的双胞胎是不同的性别。

       还有一种方式可以使一个人可以有不同性别染色体的细胞。有个病人是一个嵌合体:从两个混合的受精卵发育过来的。

       另一种嵌合体microchimaerism形式现在被广泛应用,它发生在从胎儿穿过胎盘干细胞到母亲的身体时期,反过来也一样。研究人员发现这些交叉细胞在女性胎儿血液中细胞产后能存活多达27年之久。另一个发现是母体细胞会留在儿童体内直到长到成年。这种类型的工作进一步模糊了性别划分。

       Microchimaerism细胞在许多组织细胞被发现,研究表明,这些移民细胞没有空闲,他们融入新环境并获得专门的功能,包括(至少在老鼠)形成大脑中的神经元。但不知道女性体内男性细胞怎么样影响健康或组织,反过来也是。例如它是否使组织更容易受到疾病。它本质上是完全没有解决的。在人类行为方面, 一些女性大脑中的男性microchimaeric细胞似乎不太可能产生主要作用。

       科学家现在发现XX和XY细胞以不同的方式表现,这可能是独立的性激素的作用。一剂量的X染色体在老鼠的身体会影响其新陈代谢, XX和XY细胞分子行为会有所不同。更大的挑战是发现机制,一些团队正在研究一些X染色体基因在雌性中比雄性更加活跃。

性别超出了二进制

       生物学家可能建立了一个更微妙的性别,但社会尚未赶上。诚然,半个多世纪激进主义的同性恋、双性恋和变性人已经软化了社会态度。现在许多社会适应了跨越传统男性和女性的社会边界,但仍然有强烈的社会压力要去符合二进制模式。

       这种压力意味着明确DSD出生的人经常进行手术来“正常化”。这种手术是有争议的,因为婴儿太小和风险分配性与最终孩子的性别身份--他们能感觉自己的性别。因此阴阳人团体认为,医生和父母至少应该等到孩子长大,自己做决定。

       这个问题是由一个诉讼成为关注焦点。对于孩子与生俱来的雌雄间性特征,这可能是一个至关重要的决定。该诉讼将希望鼓励医生在美国不要在婴儿期间操作DSDs。

       医生和科学家们同情这些担忧,但MC案例也有一些不安,因为他们多少还是了解性的生物学。他们认为医疗实践的法律裁决并不理想,并希望看到更多的数据收集关于生活质量的结果和性功能来帮助决定DSDs患者的最佳行动。

       DSDs一旦依赖激素测试、解剖检查和成像,紧随其后是艰苦的一个基因的测试。基因技术的进步意味着团队可以同时分析多个基因,直接基因诊断可以减少家庭的压力。例如Vilain使用whole-exome测序(蛋白质编码区序列的一个人的全基因组测序)在XY 人的DSDs上,实验表明外显子组测序能提供一个可能的诊断。

       有人表明医生正在对生殖器手术有着越来越谨慎的态度。对DSD患儿治疗的多学科团队旨在调整管理和支持个人与他们的家庭。科学家和团体大多同意这一点。

       然而,如果生物学家仍然坚信性别是一种光谱,那么社会和国家需要应对其后果和工作的底线到底在哪里?许多变性和阴阳人梦想活在一个没有性别的世界里。虽然一些政府正朝着这个方向努力,但格林伯格对实现这个梦想的前景感到悲观。

       因此,如果法律要求,一个人是男性还是女性,性应该由解剖学、激素、细胞或染色体来定义。那如果发生冲突时,应该做些什么?“我的感觉是,由于没有一个生物参数接管其他参数,在一天结束的时候,性别认同似乎是最合理的参数。”Vilain说。换句话说,如果你想知道是否是男性或女性,最好是直接问。