小鼠胚胎性别竟能“由男变女”

◎本报记者 张梦然

你可能以为，决定一个哺乳动物是雌性还是雄性，全看它有没有Y染色体。但《自然》杂志最新发表的一项研究却打破了这个常识：一些携带XY染色体的小鼠，竟然发育出了卵巢，“由男变女”。而这一切，竟和小鼠母亲体内的铁含量有关。

在大多数哺乳动物中，性别是由性染色体决定的。一般来说，XX染色体组合会发育成雌性，XY则会发育成雄性。这是因为Y染色体上有一个关键基因——Sry，它就像一个“开关”，能激活睾丸的发育程序，从而让胚胎向雄性方向发展。

但这个“开关”其实也依赖一种微量元素——铁。特别是亚铁离子（Fe2+），它是激活一种叫做KDM3A的酶所必需的。而KDM3A正是调控Sry基因表达的关键“助手”。

日本大阪大学立花诚团队为此进行了一系列实验。他们发现，在小鼠胚胎发育的关键时期，那些有助于亚铁离子积累的基因会被“激活”，说明铁在这个阶段确实扮演着重要角色。

当他们在培养细胞中将铁含量降低到正常水平的40%时，Sry基因的活性明显下降。更令人惊讶的是，XY染色体的小鼠性腺开始出现本该属于卵巢的遗传标记，仿佛它们正在“转向”雌性发育路径。

接下来，研究团队在怀孕母鼠身上做了实验。团队通过注射药物来短暂地减少母鼠体内的铁含量，时间正好对应胚胎性别决定的敏感期。这些母鼠生下了大约72只XY染色体的后代，其中有4只发育出了双侧卵巢，还有1只一边是卵巢、另一边是睾丸，发生了明显的性别反转。

另一组实验中，他们让母鼠在怀孕前就开始吃低铁饮食，持续6周，其中包括胚胎性别决定的阶段。这种长期缺铁本身并没有导致性别变化。但如果母鼠还携带了一个使KDM3A酶失效的突变基因，那么在43只XY后代中，就有2只出现了从雄性到雌性的性别反转。

而在所有铁含量正常的对照组中，没有一只XY小鼠出现类似的变化。

这项研究没有分析缺铁在人类妊娠中的影响，但它揭示了一个令人震撼的事实：哺乳动物的性别决定过程，并不像人们以前认为的那样“铁板钉钉”。某些外部环境因素，比如母体的营养状况，尤其是铁的供应，可能在关键时刻影响性别发育的方向。

这就像一场精密的交响乐，Sry基因是指挥，KDM3A是重要的演奏者，而铁就是那个不可或缺的音符。一旦这个音符缺失了，整首曲子的方向就可能发生偏移。

这项发现不仅刷新了人们对性别决定机制的理解，也为未来研究铁代谢与发育异常之间的关系提供了新线索。也许有一天，我们不仅能解释小鼠的性别为何改变，也能更好地理解人类某些性别发育差异背后的生物学原因。