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人类胎儿发育性别差异的由来和潜在机制

时间：2024-09-29 13:26来源：www.huibimu.com作者：未知点击：

人类胎儿发育存在显著的性别差异，男士胎儿成长更快，但更容易发生不好的妊娠事件，女人胎儿抵抗不好的宫内环境的潜能更强，但其成长稍慢【1,2】。这类差异到底起来自于何时，潜在机制是什么，性染色体怎么样发挥用途，是胚胎发育范围亟待说明的要紧科学问题。

日前，北京大学第三医院袁鹏团队在《中国科学：生命科学》英文版发表研究论文，说明了受精后第二周人类原肠前胚胎发育的性别差异及潜在机制，揭示了胎儿发育性别差异的由来。

该研究深入剖析了65个人类胚胎（受精后6天至14天）8455个细胞的转录特点和部分细胞的甲基化特点，全方位分析了人类原肠前胚胎发育的性别差异。

研究发现性染色体主导着原肠前胚胎的转录差异。然而，伴随胚胎发育和X染色体失活（X chromosome inactivation , XCI）推进，性染色体有哪些用途渐渐减弱。滋养外胚层细胞（将来发育为胎盘）在胚胎植入后将分化为细胞滋养层细胞（cytotrophoblast，CTB）和合体滋养层细胞（syncytiotrophoblast，STB）。CTB 作为增殖活性较高的祖细胞，可以分化为STB。STB分泌各种胎盘激素，包含绒毛膜促性腺激素β-hCG。该研究发现，男士胚胎滋养外胚层细胞更早启动STB分化，致使其高表达胎盘激素基因；女人胚胎的滋养外胚层细胞则倾向于保持较高的增殖活性，同时具备更好的线粒体功能，有益于其抵抗不好的妊娠环境；X连锁基因参与了上述转录和发育的性别差异。原始内胚层（将来发育为卵黄囊）在胚胎发育第二周将分化出前内脏内胚层，以促进前后体轴和原肠胚的形成。该研究发现，男士原始内胚层更早启动前内脏内胚层分化，且细胞周期愈加活跃。上胚层（将来发育为胎儿）在受精后第二周完成幼稚多能性向始发多能性的转变，并形成前后体轴，为原肠胚形成、三胚层分化和器官发育做筹备。该研究发现，上胚层的多能性转变和分化没性别差异，但男士上胚层的增殖活性更高，与男士胎儿成长更快一致。

为了确认转录差异是不是引起了胚胎发育的表型差异，研究团队进一步剖析了7000多个同意辅助生殖治疗女人的血清β-hCG水平，发现怀有男胎的孕妇具备更高的血清β-hCG水平，从而证实了胚胎发育的性别差异。有意思的是，上述β-hCG水平的差异大约在受精后第四周消失，可能与X染色体失活有关。

为了说明性别差异的可能缘由，研究团队第一剖析了人类原肠前胚胎的基因组甲基化差异，发现X染色体的父本来源致使女人胚胎中X染色体的甲基化水平低于男士胚胎（X染色体仅来自妈妈），介导了部分上述转录和发育的性别差异。第二，研究团队剖析了滋养外胚层、原始内胚层、上胚层三者的细胞间通讯模式，发现男士和女人胚胎间EGF信号的差异与三个谱系增殖活性的性别差异有关，百度竞价推广A6信号在男士原始内胚层中的特异激活可能与其优先启动前内脏内胚层分化有关。另外，研究团队发现与血管生成有关的VEGF信号，与与免疫耐受有关的TIGIT和PVR信号在女人胚胎中特异激活，可能是女人胚胎更能抵抗不好的妊娠环境是什么原因。

总之，该研究全方位揭示了受精后第二周人类原肠前胚胎每个谱系发育的性别差异与潜在机制，这类差异初步讲解了为何男士胚胎/胎儿优先进行迅速成长，而女人胚胎/胎儿则倾向于确保对不好的环境的适应能力和抵抗力（图1）。

图1 人类原肠前胚胎发育的性别差异示意图

北京大学第三医院袁鹏副研究员、乔杰教授、闫丽盈教授为该论文的一同通讯作者，卢永杰博士后、秦萌博士和齐心童博士为一同第一作者。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科协年轻人人才托举工程资助。

【参考文献】1. Meakin, A.S., Cuffe, J.S.M., Darby, J.R.T., Morrison, J.L., and Clifton, V.L. Let's Talk about Placental Sex, Baby: Understanding Mechanisms That Drive Female- and Male-Specific Fetal Growth and Developmental Outcomes. International journal of molecular sciences, 2021,22. 10.3390/ijms22126386.2. Broere-Brown, Z.A., Adank, M.C., Benschop, L., Tielemans, M., Muka, T., Gonçalves, R., Bramer, W.M., Schoufour, J.D., Voortman, T., Steegers, E.A.P., et al. Fetal sex and maternal pregnancy outcomes: a systematic review and meta-analysis. Biology of sex differences, 2020,11, 26. 10.1186/s13293-020-00299-3.

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