弟弟移植姐姐骨髓后血液基因变成女性(图)

　　装完房子后患上白血病

　　王志在深圳当协警，去年5月，王志请假回家，在潼南为自己的新家进行装修。装修从5月一直进行到7月中旬。为了保证装修质量，王志不仅亲自购买装修材料，还每天蹲点守候，早晨8点多到下午7点多，王志像上班一样准时。

　　装修完后，王志回到深圳上班。但莫名其妙的，王志就觉得四肢无力，后来身上逐渐出现瘀斑和瘀点，再后来就牙龈出血不止。经过检查，王志患上了急性白血病，住进了重医附一院。

　　姐姐骨髓移植给弟弟

　　住进医院后，医生发现王志还患有严重的乙肝和结核，要是不进行有效控制，即便进行了骨髓移植，也会引发并发症威胁生命。医生不得不对他进行抗痨治疗和保肝治疗。因为用药导致肝功能受损，骨髓移植计划被一再搁浅。

　　王志在骨髓移植前，其造血干细胞的基因类型为男性的“XY”，血型为“O”型。移植后，血型还是“O”，而经过STR检测，其造血干细胞的基因类型已改变成为带有女性特性的“XX”型。

　　为什么血型没改变，而造血干细胞的基因类型却发生了改变？附一院血液科主任刘林说，一般情况下，接受造血干细胞移植后，王志的血型将变成供体的血型，也就是他姐姐的血型，但王志的姐姐和他的血型都是“O”型，因此，这种变化显现不出来，但是通过基因却能看出这种变化，可以说，王志身上现在流淌的血，都是他姐姐的。

　　重医附一院血液科主任刘林：

　　遗传物质没变

　　不会遗传给后代

　　如果王志的血型在移植前是“A”型，而他的姐姐血型为“B”型的话，那么移植后，王志的血型也会变成“B”型，同他姐姐的血型一样。而王志的造血干细胞基因也有“男”变“女”，这样一来，会不会对他的性格及自身的遗传基因造成改变？他的下一代，会不会因为这样的移植而发生改变呢？

　　另据健康报讯  在2009年的世界田径锦标赛上，南非中长跑选手卡斯特·塞曼亚的“性别门”事件闹得沸沸扬扬，由此带来的争议正恰恰说明了人类性别在分配过程中的复杂性。专家们必须确定是否应当以DNA、生殖器和激素作为决定性的特征。虽然已有一些遗传上呈XX的女性具有男性的生殖器，或是遗传上呈XY的男性具有女性生殖器的情形出现，但绝大多数人都符合以上3个性别标识。这是因为，在人类和大多数哺乳动物中，遗传性别（如XX或XY）在胎儿生命过程中控制着睾丸或卵巢的发育，所有第二性征（生殖器、肌肉、输精管或输卵管）是由来自睾丸或卵巢的激素和其他分泌物所控制的。

　动物中的性别可塑性

　　在许多动物中，性别特征甚至在成年生活中都是相当可塑的。在某些鱼类中，当占统治地位的雄性从群体中消失时，一个成年雌性就会改变其性别成为雄性，从制造卵子转而制造精子，同时也会变换为雄性的颜色和行为。还有一个更微妙的例子是一种鼹鼠，其在成年生活中会保有“卵巢”，可从雌性变为雄性，然后再变回来，变化的依据则是季节，以及是保持温顺还是产生更高的睾酮水平以保持更具侵略性的行为对其生存与繁衍更为有利。

　　那么，是什么造就了在许多动物中的这种显著的性别可塑性？答案或许是性腺固有的可塑性使然。对于大多数发育过程来说，一个肾原基只能形成一个肾，一个肺原基也只能形成一个肺。

　　相比之下，性腺既可发育成睾丸，也可发育成卵巢。通常这种“性别决定”的选择发生在胎儿的生命过程中，之后便会保持稳定。但在像某些鱼类等动物中，这种选择在之后的成长过程中也许会再次发生。

　　性别决定和其他发育进程之间的另一个显著区别是，控制大多数发育机制的基因在整个动物王国中被严格地保留下来。但是，控制性别决定的机制似乎在整个动物王国中是大不相同的。

在某些动物中，后代的性别取决于种群密度，而另外一些则取决于温度。人类是在子宫里孕育的，在此胎儿（大部分）受到保护以免受变化莫测的环境的侵害。其使用一种基于X染色体和Y染色体的遗传机制来确定性别。但在所有脊椎动物中尚未发现一种统一的性别控制机制，在某种程度上这样一种必要过程没被严格保存下来似乎是不可能的。

　　对科学家来说，这个问题的答案似乎在于更好理解性别决定是如何在器官发育的细胞生物学层面发生的。性腺细胞是如何决定形成一个睾丸或是卵巢的，充斥整个动物王国的不同的性别决定机制又如何调整这一进程呢？最新研究认为，其中还应存在一个共同的基础机制。

　　性腺具有双重潜能

　　在发育的早期阶段，性腺既可能成为睾丸，也可能成为卵巢。无论是雄性（中肾）还是雌性（缪勒）导管系统最初在体内都是存在的，一旦作出命运决定，性腺在体内下降或上升，相反性别的导管系统就会蜕变。

　　1991年，在动物中控制性别决定的基因被发现。英国国家医学研究所的研究人员发现，将小鼠Y染色体上的Sry基因插入XX（雌性）小鼠胚胎的基因组中，可将雌性小鼠变成雄性小鼠。这一实验表明，将Sry基因从雄性胚胎的Y染色体中去除可引起遗传学上的XY雄性动物发育成雌性。研究人员还搜集了雄性和雌性黑猩猩、马、兔、猪、牛和老虎的DNA。研究发现，所有这些动物在其Y染色体上携带有Sry基因，这反映了此种性别决定机制在动物中得到了广泛的保留。

　　1993年，美国杜克大学的研究人员开始研究触发形成睾丸或卵巢的最早的细胞机制，这个触发时间点正是Sry转录因子在性腺中进行表达的时刻。

　　研究人员面临的第一个挑战是要建立起一个可使性腺在可控环境中进行发育的系统。要计算出保持胚胎小鼠性腺可在培养皿中生长发育数天（此时正是小鼠决定其自己命运的时刻）的合适条件可不是一个小任务。

　　经过多次的失败努力后，研究人员终于找到一个利用培养“三明治”器官来进行检验的方法。他们将一个正在发育中的XX雌性性腺放置在一个XY雄性性腺和一个蓝色中肾之间，之后他们兴奋地发现，中肾细胞跨过XX雌性性腺进入了XY雄性性腺。在迁移过程中，这些细胞诱导发育中的雌性性腺激活某些与雄性发育有关的基因，并形成类似于睾丸索的雄性样结构，所有这一切都是在缺乏主Sry基因的情形下发生的。

　　在实验室中进行的诸如此类的实验改变了研究人员看待性别决定问题的观点。虽然Sry基因位于哺乳动物性别决定“瀑布”的顶端，但越来越清楚的是，Sry基因的下泄路径对于控制睾丸形态的发生是至关重要的，没有睾丸，胚胎就会发育出所有的女性第二性征。

　　到上世纪90年代后期，科学家们已确定了好几种对性腺发育至关重要的发育进程，但是至今仍缺乏控制此一进程的一张清晰的基因图。幸运的是，华盛顿大学医学院的博士后珍妮·科尔文在实验室中培育出了无法产生成纤维生长因子的小鼠。缺乏Fgf9基因的小鼠在出生时就死亡了，因为它们的肺无法正常形成。不过，珍妮发现，所有胚胎都发育成了雌性。这是一个非常激动人心的发现，因为Fgf9基因被认为是控制睾丸发育进程非常重要的基因之一。转录因子Sry只能对表达为蛋白的细胞发生作用，而Fgf9是一种分泌蛋白，对邻近细胞来说扮演着信号分子的角色。这听起来好像是，Fgf9只是一类控制扩散或吸引中肾细胞迁移的信号。

　　进一步的研究显示，在性腺发育的双重潜力阶段，也就是在关键命运决定之前，Fgf9在XX和XY性腺中均能表达。但是，Sry在表达后，Fgf9会在XY雄性性腺中强烈地上调，而在XX雌性性腺中下调。在缺乏Fgf9的XY雄性性腺中，睾丸发育完全被阻断，卵巢发育的某些方面则可被检测到。

　　因为Fgf9是一个分泌因子，科学家们怀疑如果将Fgf9添加到雌性性腺培养基中又会发生什么情况？出乎他们意料的是，可溶性Fgf9诱导中肾细胞迁移到了XX雌性性腺，并将其发育推向了睾丸路径。

　　所有的指标都指向这样的事实，即Fgf9在睾丸的发育中起到了重要作用。但是，是什么控制着雌性的发育呢？恼人的是，在此一领域的许多雌性研究中，雌性发育在传统上被称为“默认路径”，这表明其是一个被动的过程。对大多数科学家来说，这一说法并不具有说服力。

　　一个有效雌性路径的证据终于在1999年出现了，哈佛大学的安迪·麦克马洪研究小组创建了一个无法产生Wnt4的小鼠。像Fgf9一样，Wnt4是一个能影响远处细胞的分泌信号分子。在缺乏Wnt4基因的小鼠中，即便是那些遗传学上为XX雌性的小鼠，其性腺发育也带有睾丸的某些特征。

　　研究发现，像Fgf9一样，Wnt4在两性中均可表达，其性腺依然具有双重潜力，但其在性腺命运决定发生的那一刻，在XX性腺中是上调的，在XY性腺中是下调的，这与Fgf9基因的表达恰好相反。

　　早期器官培养实验证明，Fgf9能阻断Wnt4的表达。那么是这两条路径发生的对立性作用导致了性腺中的性别大战吗？研究表明，Sry的首要角色是上调一个与其密切相关的转录因子Sox9，Sox9能替代Sry激活睾丸的发育。Fgf9和Sox9可彼此加强各自的信号，从而在XY性腺中建立起睾丸发育路径。当Fgf9被删除时，XY雄性性腺就会打开性别开关并激活卵巢基因。但最激动人心的发现是，当Wnt4缺失时，Sox9和Fgf9在XX雌性性腺中均上调了。这清楚地表明，在完全缺失Sry基因的情形下，雄性发育路径是如何在一个遗传学上的XX雌性中被激活的，这也正和科学们对人类XX男性病人的病因分析相类似。

　　在以上这些实验的基础上，科学家们提出了一个关于哺乳动物性别决定的新模式。无论在XX还是XY初始性腺中，Fgf9、Sox9和Wnt4在发育早期均可同时表达，而此时性腺的命运尚未确定。在XX性腺中，Wnt4主导和关闭了睾丸发育路径；但在XY性腺中，Sox9和Fgf9得到了来自Sry的额外动力，使得其能支配和压制Wnt4。

　　动物王国有很多决定性别的手段，从鱼类的群体密度和行为线索，到乌龟、鳄鱼和其它爬行动物的温度，乃至许多产卵动物中的激素影响等。然而，这其中必定有一个重要的性别决定过程在一定程度上被保留下来了。

　　科学家们怀疑，虽然控制性别决定的主要基因在种群之间是不尽相同的，也许得以保留下来的是对立信号的一种基础模式，这就是在带有Fgf9和Wnt4的小鼠身上所看到的。只要初始决定被下泄路径（可将所有性腺细胞招募至一个行动计划中）被放大或强化，此一基础性的性别决定机制就可轻易运行，以对基因开关（如哺乳动物中的Sry）或是环境提示（如乌龟的温度）等作出响应。

　　在性腺分化的早些天里，无论是雄性还是雌性基因均被打开，且处于相对平衡状态。在XY胚胎中，Sry基因在性腺中被打开，导致Sox9和Fgf9基因加强彼此的信号，抑制了Wnt4雌性发育路径。在雌性中，Sry基因的缺失使得Wnt4信号压制了Sox9/Fgf9的反馈回路，从而打开了雌性发育进程。

　　为了解其他物种中的情况，科学家们还对红耳龟进行了研究，红耳龟是通过温度决定性别的。它们的卵在26℃条件下会百分百地孵化成雄龟，而在31℃条件下会百分百孵化成雌龟。温度条件介乎其中时，则孵化成的龟的性别两者均有。科学家们对红耳龟睾丸和卵巢发育的细胞基础进行了研究，试图以回到器官培养的方法来寻求类似的控制信号。

　　此项工作使科学家意识到，前述揭示的对立信号系统只是冰山一角，还应检视隐藏在性别决定及性腺发育背后的整个复杂的信号系统，而不仅仅局限于单个基因。科学家们期冀利用系统生物学中的许多新技术来做到这一点。

　　对性别发育的理解正随着实验和测量能力的提高不断发展着。目前，科学家们仅是澄清了影响性腺发育初始阶段的基因和细胞进程。激素、环境以及神经连线的后续影响对最终确定个体的“男”和“女”都起着至关重要的作用。

　　面对如此的复杂性，许多体育组织将Sry的存在作为鉴别运动员性别的主要手段似乎过于简单了。此种评估手段并不足以准确分类那些拥有男性和女性混合特征的运动员。而这些个体也代表着人类的一部分。就卡斯特·塞曼亚而言，她是值得同情的，她所取得的非凡成就被掩盖在了无情的指控之中，这些指控只是来自于她与西方关于美的标准之间的偏差，而并不是有意隐瞒其性别。