Science：顛覆70年認知！華人學者重新定義性別發育關鍵

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來源：學術經緯

近日，頂級學術期刊《科學》上刊登了一項重磅研究。任職於美國國家環境衛生科學研究所（NIEHS）的姚宏昌博士團隊找到了胚胎髮育過程中，決定性別的關鍵。這個發現顛覆了人們70年來的普遍認知。

姚宏昌博士（圖片來源：NIEHS）

「在研究生院，教科書告訴我，雄激素是發育過程中保持雄性生殖道的關鍵，」 姚宏昌博士說：「但我們的研究發現，雄性生殖道在沒有雄激素的情況下，也依舊能得到保持。」

先前，科學家們發現每一個胚胎在早期發育的過程中，都會同時保留雄性和雌性的原始生殖道。在隨後的發育過程里，不同性別的胚胎才會體現出「男女有別」。1940年代，科學家們提出了一個經典模型——雄激素是在胚胎中維持雄性生殖道的決定性因素。由於雌性胚胎中缺乏雄激素，這些胚胎里的雄性生殖道會被移除，從而留下雌性生殖道。

1940年代，科學家們指出雄激素是性別發育的關鍵（圖片來源：SciELO）

有趣的是，挑戰教科書里的經典模型，並不是這支團隊的最初研究目的。姚宏昌博士說，他們原本只是想了解生殖道外部組織如何影響了生殖道的布局。這些外部組織會分泌一種叫做COUP-TFII的蛋白。研究人員猜測，它可能決定了生殖道的走向。

為了驗證這個想法，研究人員們在雌性小鼠中敲除了編碼COUP-TFII的基因。然後，奇怪的事發生了——這些小鼠竟然同時保有雄性和雌性的兩套生殖道，這讓研究人員大感驚訝。

「我們撓破了頭皮，百思不得其解。」 姚宏昌博士說。

敲除了COUP-TFII基因後，小鼠體內同時出現了雄性生殖道（藍色）與雌性生殖道（粉色）（圖片來源：NIEHS）

根據教科書的說法，雄激素是在胚胎中保持雄性生殖道的關鍵。於是，姚宏昌博士的團隊很自然地想到，移除COUP-TFII，可能讓卵巢等器官發生了奇怪的變化，讓它們開始分泌雄激素。然而，後續的實驗否決了這個設想。「卵巢就是卵巢，沒出任何錯。」姚宏昌博士說。進一步的實驗也表明，這些胚胎里並不存在理論上能夠保留雄性生殖道的雄激素。

於是，研究人員們提出了決定性別發育的全新假說——COUP-TFII才是影響雄性生殖道發育的關鍵。這個轉錄因子蛋白就像是一名富有魅力的領導，能調動團隊成員的積極性，一道在雌性胚胎中進行「清除雄性生殖道」的工作。而當這名領導休假時，底下的團隊成員就失去了工作的熱情，雄性生殖道也得以保留。

本研究的第一作者趙飛博士（圖片來源：NIEHS）

目前，人們還不知道是什麼誘發了COUP-TFII的出現，它的具體作用也有待進一步闡明。「這項工作只是一個開始，還有許多有趣的問題等待我們去回答，」這項研究的第一作者趙飛博士說：「我們將繼續研究胚胎如何發育出有功能的生殖系統。」

這項研究得到了《科學》雜誌的高度評價，同期上還專門有一則評論新聞（圖片來源：《科學》）

《科學》雜誌對這項研究有著高度評價。發育生物學家Amanda Swain博士在同期雜誌上刊發了特邀評論。她說：「上世紀的發現表明，雄性生殖結構是由雄激素催生的，這表明雄性特徵的形成是一個主動的過程，而雌性特徵的形成是一個被動的過程。但這篇研究表明，雌性特徵的發育同樣是一個主動過程。」

「這項研究填補了我們認識上的空白。」另一些知名的生殖生物學家評論說。儘管這項研究是在小鼠中進行的，但科學家們相信，人類發育很有可能也採取了類似的機制。姚宏昌博士團隊做出的這項意外發現，有望讓罹患性別發育異常的患者找到病因，並帶來潛在的治療希望。

我們祝賀姚宏昌博士團隊帶來的突破，並期待看到更多華人學者的研究能顛覆常識，在教科書上留下自己的名字。

參考資料：

[1] Elimination of the male reproductive tract in the female embryo is promoted by COUP-TFII in mice

[2] Ductal sex determination

[3] Female mouse embryos actively remove male reproductive systems

[4] Embryos kill off male tissue to become female

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