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〔編譯陳成良/綜合報導〕最新研究發現,若懷孕母鼠體內缺乏鐵質,可能導致基因為雄性的胚胎在性別發育過程中出現改變,原本應發育為睪丸的性腺轉變為卵巢,甚至形成同時具備睪丸與卵巢特徵的雙性腺。該研究由日本大阪大學科學家領導,6月4日發表於國際期刊《自然》(Nature),挑戰過去科學界普遍認為性別完全由染色體決定、且不受外在環境影響的傳統觀點。
哺乳類動物的性別通常由染色體組合決定。擁有 Y 染色體的胚胎,其 Sry 基因會在發育初期被啟動,引導性腺發展為睪丸;若沒有此基因,則會發育為卵巢。不過,Sry 基因在胚胎早期會受到甲基化抑制,須由特定酵素去除抑制標記後才能順利啟動。研究團隊此前已證實,KDM3A 酵素能清除這些甲基標記,而其正常運作需要足夠的鐵質,因此研究人員進一步探討鐵與性別決定之間的關聯。
研究人員首先建立一種特殊小鼠模型,使雄性胚胎的性腺細胞無法正常累積鐵質。結果顯示,這些 XY 胚胎的 Sry 基因甲基化程度顯著增加,導致 SRY 蛋白表現量僅為正常的一半。在 39 隻這類胚胎中,有 7 隻最終發育出卵巢而非睪丸,出現性別轉變情況。
接著,團隊讓懷孕母鼠在胚胎性別決定的關鍵時期服用鐵螯合劑以誘發缺鐵狀態。在 72 隻 XY 胚胎中,有 3 隻出現雄性轉變為雌性的現象。研究發現,這些胚胎體內 Sry 表現量下降約六成,最終發育成同時具備睪丸與卵巢特徵的「雙性腺」,其中含有男性與女性的體細胞。當團隊在缺鐵條件下額外強化 Sry 表現,雌性體細胞比例隨即下降,顯示該基因與性別分化之間具有直接關聯。
此外,當團隊改以飲食方式誘發母鼠缺鐵時,僅有那些同時缺少一份 Kdm3a 基因的 XY 胚胎才出現性別改變。這說明單純缺鐵尚不足以導致性別轉換,還需要與特定基因突變交互作用才會產生明顯結果。
這項研究指出,母體的營養與代謝狀態也可能影響胚胎性別的發展。研究人員表示,未來將進一步探討其他代謝因子是否也會對性別決定造成影響,並希望釐清這種現象是否可能在人類身上發生,為生殖醫學與發育生物學開啟新的研究方向。