第一节　卵巢的发生

卵巢组织的发生可分为性未分化期和性分化期。两性别性腺在胚胎发育阶段初期并不具备明显区分的特征，但随后雌性胚胎在发育过程中，受到一系列关键基因及转录因子的作用，逐步分化为卵巢。

人类胚胎的遗传性别是由卵母细胞（oocyte）受精的精子种类（X或Y）所决定的。直到人胚胎第7周，生殖腺才开始有性别的形态学特征，男性和女性性腺的组织学特征才开始显现出来。早期两性别的生殖系统是相似的，在人类的早期胚胎均有向两性别分化的潜能。因此，生殖系统发育的早期阶段是性别发育的未分化的阶段。

原始性腺的发生始于生殖嵴的形成。生殖嵴为一对纵向嵴，来源于中胚层的中间带和其上覆盖的上皮，起初不含任何生殖细胞。在人胚胎第4周时，生殖细胞开始通过后肠的背系膜从卵黄囊的内胚层迁移到生殖嵴。在人胚胎第6周时达到生殖嵴。同时，生殖嵴的上皮增殖并穿透中间中胚层以形成原始性索，生殖细胞和原始性腺的组合形成了未分化的性腺，从而发育成睾丸或者卵巢。

约在人胚发育第4周，中胚层逐渐向腹侧移动，并与体节分离，形成左右两条纵行的索状结构，称为生肾索（nephrogenic cord）。在人胚发育第4周末，生肾索体积不断增大，从胚体后壁突向体腔，在背主动脉两侧形成左右对称的一对纵行隆起，称为尿生殖嵴（urogenital ridge）。尿生殖嵴进一步发育，中部出现一条纵沟，将其分成内、外两部分。外侧部分较长而粗，为中肾嵴（mesonephric ridge）；内侧部分较短而细，为生殖腺嵴（gonadal ridge）。

在人胚第5周时，原始生殖细胞通过阿米巴样运动沿着后肠的背侧肠系膜运动并达到发育胚胎中的腰部区域，即在将来形成生殖嵴的区域。在中肾体（或沃尔夫体）的前内侧排列的体腔上皮增厚形成了生殖嵴，并为性腺的支持细胞提供营养；如果原始生殖细胞无法到达生殖嵴部，则性腺无法发育，在女性中即会发生常见的性腺发育不全综合征。在人胚第6周，原始生殖细胞侵入生殖嵴，并被吸纳进入初级性索，从体腔上皮增殖并生长到下面的间充质中，形成性索的主要部分。此时的生殖嵴被称为“未分化的”性腺，因为这一时期在男胎和女胎中的性腺具有相同的外观。此时未分化的性腺是由外部的皮质和内部的髓质组成：在具有XX性染色体复合物的胚胎中，皮质形成卵巢，髓质退化；在具有XY染色体复合物的胚胎中，髓质分化成睾丸，但皮质退化。性索最终成为男性的生精小管及女性的髓质索。初级性索继续活跃增殖，于间充质深处相吻合，并形成一个复杂的网状体，其被视为位于中肾（沃尔夫）体前内侧上的体腔上皮下的隆起。

性腺发育起始于双潜能性腺（bipotential gonad）的形成，继而分化成为成熟的睾丸或卵巢。这一过程依赖于睾丸特异性或卵巢特异性途径的激活，与此同时，相反的途径被持续性地抑制。转录因子调控网络严格调控不同途径的起始和维持，破坏这些网络可以导致人类的性腺发育障碍，在小鼠中则会引起雌雄性别的逆转。

与性腺发育过程相关的基因可以大致分为三类：①形成尚未分化性腺的基因，如Sf1、Wt1；②决定性腺可以分化为雄性或雌性的基因，如Sry、Sox9和Dax1；③促进分化成为雌性或雄性结构的基因，如Sf1、Wt1和Wnt4等。Sry仅仅在发育中的性腺表达，而其余基因在发育过程中的表达则不局限于性腺中。

在小鼠的胚胎发育中，双潜能性腺最开始出现于胚胎第10.5天（E10.5）。一些在胚胎发育期间对于未分化的双潜能性腺形成起关键作用的转录因子总结于表2-1。编码这些转录因子的基因的突变可导致性腺发育缺失功能，从而被纤维组织取代。

Emx2编码同源域转录因子，是果蝇中emx基因的同源物，在胚胎早期的原始性腺嵴中表达。Emx2基因敲除的小鼠完全缺乏性腺、肾脏和生殖道，证实Emx2蛋白在早期泌尿生殖系统和双潜能性腺的发育中起到关键作用。在发育中的生殖系统中，它在上皮组织中表达且可以被HOXA10负性调节，选择性地剪切，导致产生编码不同蛋白质的多种转录产物变体。人类的Emx-2基因定位于10q26.1，在人类的研究中主要集中在三种组织的表达：端脑背侧、嗅神经上皮和泌尿生殖系统。Emx-2的杂合突变会导致人脑裂畸形，目前尚未发现有早期性腺发育不全的例证。

Lhx9-/-敲除的小鼠也同样无法发育性腺，并且基因型为XY的小鼠由于缺乏睾酮和AMH，从而在表型上发育为雌性小鼠。此外，Nr5a1基因是非常早期的性腺发育所需的关键基因，由于Lhx9调控Nr5a1基因的表达，且小鼠中该基因的缺失会导致性腺发育不全和SF-1表达减低，因此推断LHX9蛋白可能位于转录因子调控网络的较上游位置。

编码类固醇生成因子1（steroidogenic factor 1，SF-1），一种在性腺和所有原发性类固醇生成组织（包括肾上腺）中表达的转录因子。在小鼠中敲除Nr5a1基因，会造成缺乏性腺和肾上腺的表型，表明该基因在性腺发育和类固醇生成中有重要作用。此外，Nr5a1在上调睾丸基因Sox9的表达中也起到关键的作用。

AMH（由Amh基因编码）是睾丸最早产生的激素之一，并且负责雌性米勒管的退化。Amh的转录是由Nr5a1和Wt1负责调控的，为早期性腺发育和随后的睾丸分化所必需。与早期性腺和泌尿生殖系统发育期间表达的其他转录因子一样，Wt-1基因敲除的小鼠无法发育出性腺和肾脏，证实了其在非常早期的双潜能性腺中具有重要作用。Wt-1包括2个亚型，即含有氨基酸KTS（赖氨酸-苏氨酸-丝氨酸）的+KTS型和不含KTS的-KTS型。+KTS型的缺失会减少Sry和Sox9的表达，导致46，XY的个体发生性别逆转，-KTS亚型的缺失则会导致性腺形成过程中细胞死亡的增加，从而使性腺呈条索状。

Cbx2-/-小鼠性腺发育迟缓并发生雄-雌性别逆转、生殖细胞丢失，导致卵巢体积缩小并且不育，暗示CBX2在卵巢发育过程中发挥了潜在的作用。此外，Cbx2也参与了几种睾丸基因的上调，包括Nr5a1、Wt1和Sry。最近研究者认为其在人类性腺发育过程中扮演着重要作用，CBX2及其小鼠同源蛋白M33是Polycomb（PcG）蛋白质家族的成员。PcG蛋白是高度保守的转录调节因子，可形成较大分子量的蛋白质复合物，通过调节高级染色质结构发挥其功能。Edi等研究表明，CBX2对于人类性腺发育中卵巢命运的决定及卵巢的维持有着重要的作用。CBX2除了上调雄性相关基因（SOX2、SOX3、FGF2、INSL3以及SF1和SRY之外），还可以负性调节雌性相关基因，例如FZD1、PBX1和FOXL2等。作为卵巢发育过程中的抑制因子，CBX2可能是在卵巢中的调控网络的信号通路中精细调控因子之一（其他还包括WNT4和RSPO1），可以防止卵巢非控制性地生长以及最终导致卵巢肿瘤的发生。

生殖腺或性腺，睾丸及卵巢由两种类型的细胞组成，即原始生殖细胞（primordial germ cells，PGCs）及营养支持细胞（卵巢的滤泡细胞和睾丸的支持细胞）。原始生殖细胞是在发育期间建立的第一个生殖细胞群，是卵母细胞和精原细胞的直接前体细胞。在哺乳动物胚胎原肠胚时期，外胚层细胞通过多种复杂信号诱导而成为原始生殖细胞。原始生殖细胞是较大的球形细胞群，直径为25～30mm，具有颗粒状细胞质。生殖细胞的发育通过基因组功能的遗传及表观遗传调控产生了细胞的全能性。

在小鼠胚胎E7.25时，PGCs在初期尿囊的基底部成为可鉴别的40个左右的细胞团，它们在E7.75迁移至正在发育中的后肠内胚层，至E9.5到达肠系膜，而后在E10.5定位于生殖嵴。在上述的PGCs增殖的过程中发生了一个重要的生物学事件，即表观重编程。其中，最重要的是包括基因组印记擦除在内的全基因组去甲基化的过程。

在胚胎E7.25对PGCs进行的基因表达的单细胞分析鉴定出两个基因，即Fragilis和Stella，它们分别高度和特异性地在PGCs中表达。进一步对PGCs转录组的筛选鉴定出了两个在PGC特化过程中的关键因子：Blimp1和Prdm14。

小鼠干扰素诱导的蛋白样基因1或干扰素诱导的跨膜蛋白3（interferoninduced transmembrane protein 3，IFITM3）是干扰素可诱导的跨膜蛋白家族之一。它在E6.25～E6.5时在最近端外胚层细胞周围开始出现表达，并且其表达在胚外中胚层后部增强。其中碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，AP）阳性的PGCs出现在E7.0～E7.25。

发育多能性相关因子3（developmental pluripotency associated 3，Dppa3）是一类小的高度保守的细胞核-细胞质穿梭蛋白。在E7.0～E7.25，Stella开始在胚外中胚层表达Fragilis的细胞中特异性表达，并持续在迁移的PGCs中表达。Stella阳性表达的细胞显示出组织非特异性碱性磷酸酶基因（alkaline phosphatase，ALPL）的高表达。具有Stella阳性和Fragilis高表达的细胞抑制同源盒基因如Hoxb1和Hoxa1的表达，然而Fragilis阳性但是Stella阴性的细胞则保留Hox基因的表达。因此可以推测，Stella阳性的、Hox阴性的细胞是已经建立起的PGCs。Stella是在受精卵中保护母本基因组和父本印记基因不被全基因组甲基化的关键性因素。

BLIMP1和PRDM14是高度保守的蛋白，与Tcfap2c（AP2γ）一起，是在哺乳动物中PGC特化过程中所必需的因子。

A.Blimp1：促B淋巴细胞成熟蛋白1（B-lymphocyte-induced maturation protein 1，Blimp1）。BLIMP1阳性的细胞最初出现在胚胎后部最近端的外胚层细胞中，它们数量增多并形成具有强碱性磷酸酶的活性细胞团，并对Stella和Hox基因的表达具有抑制作用。BLIMP1是一个转录抑制因子，在其氨基末端带有PR（PRDIBF1和RIZ）结构域，在其羧基末端带有5个Krüppel型锌指结构。PR结构域在结构上类似于SET（hairless抑制子，zeste增强子和Trithorax）结构域，显示出组蛋白甲基转移酶活性。BLIMP1的PR结构域未显示出酶的活性。BLIMP1与许多不同表观调控因子相互作用，包括HDAC、Groucho和G9A等。在Blimp1敲除的胚胎中，AP阳性的PGCs样的细胞出现在E/MB期，但是其数目减少，未表现出迁移的表型，且无法表现出PGCs特异性的基因。

B.Prdm14：PR域结合蛋白14（PR domain-containing protein 14，Prdm14）最初于E6.5在BLIMP1阳性的细胞中表达并最终在PGCs中表达。所有BLIMP1阳性的PGCs前体细胞最开始表达Hox基因并抑制Sox2的表达。尽管如此，从E6.75开始，BLIMP1阳性细胞开始抑制Hox基因的表达并开始表达Sox2、Stella和Nanog。此外，Prdm14在原始细胞中的表达依赖BMP4信号通路。Prmd14的缺失导致PRDM1阳性细胞减少，对Prdm1、Prdm14基因敲除的小鼠胚胎的研究发现，这两种蛋白彼此独立发挥作用。

综上所述，PGCs承担了三个关键的生物学事件：①体细胞中胚层的程序性抑制；②重新获得潜在的多能性；③随后的表观重编程。在小鼠甚至所有哺乳动物中的早期原肠胚形成期间生殖细胞系在一系列信号分子的刺激下，最终分化为PGCs。

在20世纪70年代左右，科学家发现在脊椎动物的胚胎发育过程中，存在原始生殖细胞能够精确地迁移到目的地的现象。而人类原始生殖细胞直到在E21才可辨别，并在尿囊起源附近的卵黄囊壁中的内胚层细胞中可见。因此，原始生殖细胞在距离生殖嵴的最终确定位置有一定的距离，需要通过迁徙及精确地调控才能使得原始生殖细胞到达生殖嵴。驱使原始生殖细胞进行迁移的因素及其作用方式都是学者研究的方向。近年来，传统分子生物学手段及高通量测序技术的发展逐步揭开了原始生殖细胞迁移机制的面纱。

在迁移之前，原始生殖细胞开始具有运动活力，并会接收到特定信号的引导。在不同物种中，PGCs迁移受到不同信号通路、转录因子及细胞极性等机制的调控。

在果蝇的研究中，PGCs特化之后展示出了迁移的特性，在原肠胚形成时期，PGCs通过组织运动进入后形成胚胎的中肠袋。在后中肠中，PGCs在腔中彼此形成紧密簇，但与周围的体细胞几乎没有接触。该PGCs簇具有径向结构，每个细胞的前缘朝向中肠后部的特征。随后，PGCs开始向周围的后中肠细胞延伸细胞突起，并且彼此失去黏附。当细胞从PGCs簇中分散并通过后中肠单独迁移时，具有活性的PGCs迁移开始。

小鼠的PGCs最初在后原条中可以鉴定出来，随后PGCs开始展示出极性的形态学，并延伸出细胞质突起，其通过原条进入相邻的后胚胎内胚层，胚外外胚层和尿囊内膜。小鼠PGCs的迁移大约经历4天，整个迁移过程包括早期被动的迁移过程和晚期主动的迁移过程。第一阶段（E7.5～E9.0），从原条后部及尿囊根部内胚层来源的PGCs被卷入胚胎内部进入后肠，并到达后肠内胚层，此过程为PGCs随内陷的内胚层被动迁移的过程。第二阶段（E9.5～E11.5），PGCs离开后肠内胚层，沿着背肠系膜，最终迁移到生殖嵴，此为主动迁移的过程。PGCs表现出迁移细胞的超微结构，如伪足等结构，以阿米巴运动方式主动向生殖嵴迁移，其末端附着在细胞外基质或周围的体细胞上。

干扰素诱导的跨膜蛋白1（interferon-induced transmembrane protein 1，IFITM1）：IFITM1介导小鼠PGCs迁移的起始。该蛋白为膜表达蛋白，可以参与多种细胞学过程，包括细胞黏附等。RNA干扰技术将原条中的Ifitm1进行敲减可导致PGCs无法进入内胚层，因此认为IFITM1驱使PGCs从中胚层进入至内胚层。然而，最新的研究表明，在胚胎中敲除Ifitm1并不影响PGCs迁移的启动，因此这一蛋白在PGCs迁移启动过程中的作用及其作用机制仍存在争议。

PGCs的迁移路径必须经过精细的调控才能引导PGCs通过发育的胚胎向体细胞性腺前体（somatic gonadal precursors，SGPs）迁移。在小鼠胚胎E7.5时，PGCs启动迁移机制，细胞从后原条移动至内胚层。随后在E8～E9.5时，小鼠的PGCs在后肠中向前延伸，其路径与果蝇非常相似（在果蝇中，PGCs从后肠组织移动至中胚层）。紧接着在E10.5～E11.5期间，PGCs双向迁移至生殖嵴并形成性腺。

性别决定区域Y盒17（sex determining region Y box 17，SOX17）是编码参与胚胎发育调控和决定细胞命运的SOX转录因子家族的成员。编码的蛋白质和其他蛋白形成复合物可作为转录调节因子。在敲除Sox17转录因子的小鼠中，后肠的内胚层延伸受到抑制，PGCs无法正确地迁移至生殖嵴，从而使PGCs分散在胚外内胚层。

基质细胞来源因子1（stroma-derived factor 1，SDF1）和趋化因子受体4（C-X-C motif chemokine receptor，CXCR4）作为PGCs的诱导系统，该信号通路对于细胞迁移出内胚层并不具有一定的功能，但对于PGCs迁移至生殖嵴终末阶段是必需的。SDF1表达于生殖嵴和周围的间充质，而CXCR4表达于PGCs。CXC4R4b/SDF-1a信号途径受到损害，PGCs不能正常定向迁移，且遍布整个胚胎。SDF1或CXCR4的敲除导致仅极少量的PGCs到达生殖嵴，而异位表达SDF1将引起PGCs迁移至新的位点。

受体酪氨酸激酶（KIT proto-oncogene receptor tyrosine kinase，c-kit）与其配体steel（或KITlG）很久以来被认为在PGCs增殖迁移和生存中起到了重要的作用。c-kit-steel相互作用对于PGCs沿后肠的内胚层的迁移过程发挥了重要作用。近期的科学研究已经表明了这些因子特定的迁移作用，steel和c-kit调控PGCs的一般运动能力，steel功能的缺失导致PGCs在正确的方向上进行迁移，但PGCs在数量上明显下降。在果蝇中，该表型的PGCs功能的缺失被认为与JAK-STAT通路的干扰有关。

黏附分子：除了信号通路，也有证据表明黏附分子在小鼠PGCs迁移的过程中具有一定作用。E-cadherin随PGCs迁移出后肠时表达。干扰E-cadherin的功能会影响PGC-PGC之间的相互作用，进而导致PGC遗留在性腺外部。PGCs同样表达整合素β1（β1 integrin），对于PGCs正常地迁移出后肠而进入生殖嵴是必需的。

3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase，HMGCR）是胆固醇合成的限速酶。在体外培养系统中抑制HMGCR损害了生殖细胞的迁移。在小鼠中，胆固醇及胆固醇合成中间产物如类异戊二醇，都参与了PGCs的迁移过程。此外，胆固醇被发现在生殖嵴中富集，进一步表明其在PGCs迁移过程中的潜在作用。但是HMGCR通路在体内的作用仍有待发掘，可通过基因靶向敲除以及更深入的基因表达分析来确定。

综上所述，PGCs迁移的启动和迁移路径受到多种因素的影响。探究PGCs的迁移机制，不仅可以了解迁移过程中细胞内信号传导和细胞间信息传递，而且对阐明PGCs迁移异常所致的人类肿瘤的发生机制有重要意义。目前研究多集中于小鼠、果蝇、斑马鱼等动物体内，若要探究人类的迁移机制还需要克服更大的困难，进行更深入细致的科学探究。

虽然胚胎的染色体性别在受精时就已经确定，但直至胚胎发育至6～7周时，生殖腺才开始分化为睾丸或者卵巢。在缺少Y染色体的胚胎中，生殖嵴区域发育缓慢，且最初未分化的雌性性腺在大约人胚第10周才发育成为可识别的卵巢，此时其皮质的特征变得明显。X染色体具有促进卵巢发育的基因，常染色体上的基因也在卵巢的器官发生中起到一定的作用。

在胚胎时期，体腔生殖上皮细胞增殖进入其下的间充质中。性腺索延伸到卵巢中央并形成基本的卵巢网（rete ovarii）。人胚第10周后，初级性索退化，被基质和血管替代，成为卵巢髓质，并且出现表面上皮又一次向深层增殖形成新的细胞索，成为次级性索（secondary sex cords）或皮质索（cortical cord），最终构成了卵巢的皮质。随着皮质索体积的增加，原始生殖细胞逐渐被吸收融入其中，在大约人胚第16周，皮质索开始分裂成为独立的细胞团，其内中央是由原始生殖细胞分化而来的卵原细胞，是一类胞质清晰的大细胞，其周围是一层由次级皮质索或性索细胞分化而来的小而平的卵泡细胞，两者构成始基卵泡。始基卵泡分布在结缔组织基质中，其数目有限，出生时大约有30万～200万个。

在最初的始基卵泡储存库中，大约有400～500个卵泡在青春期和至绝经前发育成熟，并产生可受精的卵子。卵原细胞在胚胎时期发生了活跃的有丝分裂，目前认为人类出生后无卵母细胞的产生。初级卵母细胞不能自我复制，因此出生后卵巢内的初级卵母细胞不再增多。当初级卵母细胞被1～2层立方形或低柱状滤泡细胞包围时，其被称为初级卵泡。大多数卵泡在青春期前一直处于静止状态。出生后，卵巢表面上皮与腹膜间皮连续的单层细胞相连续，表面上皮细胞通过薄层纤维囊，即白膜，与皮质中的卵泡相互分离。

原始性腺索在女性胚胎性腺中并不突出，延伸到髓质中以形成原始的卵巢网。卵巢网和初级性索通常会退化并消失。在性腺未分化时期，性索的第一次增殖并向腺体的中心区域重新定位，形成髓质索。髓质索和卵巢网以及其和中肾之间的连接，退化并最终组成罗森米勒小体（Rosenmüller’s body）或者称为副卵巢。

相比于睾丸，对于卵巢分化发育的相关理论与研究则少得多，目前尚未完全清楚。然而，仍有一些基因被鉴定出来（表2-2），为我们对卵巢的发育调节提供了更多的见解。

Foxl2（forkhead box L2）是叉头框基因家族的成员，编码进化中保守的转录因子。在小鼠中，Foxl2是在发育中的雌性特异性性腺（卵巢）中最早上调的基因之一，表明该基因在早期卵巢分化中的重要功能。在基因型XY的小鼠中Foxl2的过表达和XX小鼠中Foxl2敲除导致性腺异常发育，但并不造成性别逆转。然而，在山羊模式动物中，Foxl2缺失突变或Foxl2上游11.7kb区域的缺失导致雌性向雄性的性别逆转，进一步支持Foxl2在雌性性腺发育过程中的作用。Foxl2可以从早期胚胎性腺分化开始至成年后抑制睾丸分化相关的基因的表达，也证实其在出生后卵巢的维持中起到重要作用。

是卵巢特异性激活相关的基因。Wnt4和Rspo1是WNT信号通路上的两个重要组成部分，在卵巢分化发育过程中具有重要作用。Wnt4和Rspo1是通过激活β-catenin来发挥作用的。β-catenin又反过来调节多种基因的转录，其中包括多种重要的卵巢成分，如Wnt4和Fst。在小鼠胚胎E12.5，Rspo1和Wnt4开始在卵巢内特异性表达。Rspo1和Wnt4是由卵巢的体细胞表达的，其中，在E12.5和E14.5小鼠胚胎卵巢中的体细胞和生殖细胞的细胞膜中检测到了RSPO1的表达，而在胚胎E12.5Rspo1-/-的性腺中无法检测到WNT4的表达；相反，在Wnt4-/-的性腺中RSPO1可以持续表达，证明了RSPO1/WNT信号通路可以维持WNT4的表达。Wnt4的缺失可能会导致前颗粒细胞异常分化。

随着Rspo1和Wnt4的表达，WNT/β-catenin在E12.5后在卵巢的体细胞和生殖细胞中以性别特异性的方式被激活，如Axin2的表达，是该信号通路上通用的激活标志物。在基因型为XY的性腺中，WNT/β-catenin信号通路随着Sry的表达而逐渐下调。体外研究同样表明，SRY可以在蛋白水平上与其相互作用来拮抗CTNNB1，从而将CTNNB1靶向至核小体，来触发其降解并抑制CTNNB1介导的转录活性。在XY体细胞中异位激活CTNNB1会通过扰乱睾丸的命运而促进卵巢发育，导致雄-雌性的性别逆转，该研究证实了β-catenin信号通路是雌性性别决定的通路。

哺乳动物的性别决定需要GATA家族的转录因子（GATA4和GATA6）及其辅助因子FOG2（Zfpm2，zinc finger protein，multitype 2）之间的相互作用，而且已经被认为是多种发育过程中的关键驱动因素。Eifmenko等利用转基因敲除鼠证实GATA4-FOG2在卵巢发育和卵泡形成中的重要作用。不同于个体在性别决定期间需要GATA4-FOG2复合体，接下来的卵巢分化过程需要的是GATA4，但是并不依赖FOG2。在卵巢中Gata4表达的缺失会损坏颗粒细胞的增殖和间质细胞的募集，同时卵巢皮质的始基卵泡数目减少，导致卵泡无法发育。

此外，GATA4-FOG2复合物的作用还有其可以作为Dkk1基因的抑制剂，Dkk1编码经典β-catenin信号通路上的一个分泌型抑制蛋白，是卵巢发育中GATA4-FOG2抑制的靶标。性腺中β-catenin基因的组织特异性的敲除破坏了雌性发育。GATA家族蛋白在性别决定和性腺分化中的作用最近引起研究者的广泛关注，成为了胚胎期性别发育调控作用中较为火热的研究对象。

睾丸和卵巢的分化发育途径之间存在复杂的相互作用。在发现SRY作为睾丸的关键性决定因素后不久，McElreavey等提出“Z模型”的假设。在这种假设下，XX性腺产生了“Z因子”，通过抑制一种或多种促睾丸基因来促进卵巢发育。根据该模型，Sry或另一早期雄性特异性基因通过阻断Z因子的活性来抑制卵巢发育。尽管尚未有明确的Z因子被鉴定出来，一些研究已经证实雄性和雌性通路在性腺分化期间和功能性睾丸或卵巢完全发育后相互拮抗。

Sox9在早期睾丸发育的过程中有重要的作用，其表达和调控在特定的卵巢或睾丸形成的通路中占据中心地位。Sekido等发现在小鼠中，Sry和Nr5a1被证实通过睾丸特异性Tesco增强子来上调Sox9。在Sry表达停止后，Sox9通过该增强子维持其自身的表达，从而使睾丸分化进行。体外实验表明，雌性特异性转录因子Foxl2可以与Tesco结合并抑制其活性，从而阻止发育中的卵巢高水平的Sox9表达。Tesco可能与其他调控元件协同作用，通过形成三维环状结构导致Sox9表达的起始、上调及自我维持。

Foxl2的另外一个靶标是Nr5a1。Taksawa等发现，通过拮抗Wt1-KTS型，Foxl2在发育中的卵巢中抑制Nr5a1的表达。性腺分化的另外两个相互拮抗的信号分子是Fgf9和Wnt4。在睾丸发育中，Fgf9被显著上调并起到维持Sox9表达以及下调雌性特异性基因如Wnt4的表达的作用，反过来，Sox9会激活Fgf9的表达。在卵巢中，这个反馈环可能是通过β-catenin的激活而被Wnt4阻断。

在成熟的XY性腺中，Dmrt1维持睾丸通路并抑制卵巢通路。在出生后的XY小鼠睾丸的支持细胞中敲除Dmrt1会诱导这些睾丸支持细胞转分化为颗粒细胞表型：生殖细胞开始具备雌性化特征，并且性腺开始产生雌激素。此外，Foxl2也可以被诱导表达，这也提示为雌性途径的激活。另有研究表明，Dmrt1和Sox9是通过抑制雌性性别决定的基因（如Foxl2）来保持出生后睾丸的维持。Dmrt1也是抑制睾丸中过量视黄酸信号传导所必需的，其作用是进一步阻断雌性性别决定基因的表达。

综上所述，在过去的十几年研究中，随着对调控Sry表达的新基因的鉴定，我们对性腺特化的调控与之后性别分化的认识已逐渐深入。除此之外，表观遗传修饰和不同种类的microRNA也已被发现作为支持性腺发育的新的调控层。尽管如此，目前仍缺乏对功能完好的睾丸和卵巢的调控网络的全面概括。若期待对调控性腺分化复杂网络进行全面的了解，必须在基因、表观遗传以及其他等多个层面进行探索。

卵母细胞的形成过程又被称作卵子发生（oogenesis）。在胚胎期会形成初级卵母细胞，而后在排卵的过程中会形成次级卵母细胞。

在哺乳动物中，卵子发生起源于胚胎卵巢中PGCs向卵母细胞的分化。其包括几个亚过程（表2-3）：卵母细胞发生（oocytogenesis），卵母细胞生成（ootidogenesis），以及最后成熟卵子的形成（卵子形成本身）。卵泡发生（folliculogenesis）是一个独立的子过程，伴随并支持上述三个子过程。PGCs经历有丝分裂，形成了卵原细胞，卵原细胞保持有丝分裂的状态，随后进入减数第一次分裂，历经细线期（leptotene）、偶线期（zygotene）、粗线期（pachytene），最后静止于双线期（diplotene），形成初级卵母细胞。进入青春期后，每次月经周期中仅招募少量的初级卵母细胞，且仅形成一个成熟的卵子。初级卵母细胞于排卵前完成减数第一次分裂，产生单倍体次级卵母细胞并排出第一极体。次级卵母细胞进入减数第二次分裂并停滞于中期，若发生受精，则完成减数分裂过程，排出第二极体。与卵子的发生同步，卵泡从始基卵泡发育成排卵前卵泡。

始基卵泡由卵巢内单层扁平前颗粒细胞围绕初级卵母细胞形成，是卵巢储备的唯一形式，也是女性生殖的基本单位。从胚胎期16周开始到出生后6个月，始基卵泡逐渐形成，随着始基卵泡池的建立，始基卵泡就开始执行启动及凋亡过程。始基卵泡的募集分为初始募集和周期募集。初始募集为非促性腺激素依赖性的，始基卵泡在卵巢内因子及其他调控因素下脱离始基卵泡池，而向初级卵泡转化的过程。分为两个阶段：第一阶段为前颗粒细胞由扁平状向立方状转变，并伴随颗粒细胞的增殖；第二阶段为卵母细胞体积增大和颗粒细胞继续增殖。周期募集是指在每个月经周期中，当促性腺激素周期性变化，对这种变化发生应答的卵泡逐步转变为次级卵泡。始基卵泡的募集过程在卵巢生物学上有很重要的意义，直接影响了女性一生中能提供的卵子数量。

综上所述，卵巢发生的整体过程可概括为：人胚第4周时，尿囊处有许多源于内胚层的圆形的原始生殖细胞，于第6周经背侧肠系膜陆续向生殖嵴迁移，进入初级性索内。人胚第5周时，中肾嵴形成生殖腺嵴，其逐渐形成许多细胞索，称为初级性索。若体细胞和原始生殖细胞无Sry表达，则未分化性腺向卵巢方向分化。人胚约第10周后初级性索向深部生长，在该处形成不完善的卵巢网。随后，初级性索与卵巢网都退化，被血管和基质所替代，形成卵巢髓质。此后，生殖腺表面上又形成新的细胞索，称之为皮质索，它们较短，分散于皮质内。约在人胚第16周时，皮质索断裂形成许多孤立的细胞团，即为始基卵泡。胚胎期生殖细胞及生殖器官的发育受到多种基因及转录因子和信号通路的共同精密调控，在后续卵巢正常发育过程起到了关键作用。在过去的十几年里，随着对调控Sry基因表达的新基因的发现，科学家对性腺调控及随后的性别分化的理解不断加深。此外，支持性腺发育的新的调控层面（如表观遗传修饰和非编码RNA等）已经被发现。然而，对一个功能完备的卵巢分化过程中所需要的调控网络，仍然缺乏全面的了解。如果需要更加完善地理解调控性腺分化的复杂网络，未来有待于利用科技最新进展在表观遗传、非编码RNA等方向进行研究，以更深入、更全面地阐释性腺特别是卵巢分化的关键点及调控网络。

（马菱蔚）

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