形成在男孩生殖器需要基因和激素之间的复杂的舞蹈

最常见的先天性疾病,特别是在男婴,新生儿的解剖性的差异,不是标准的,不论男或女。在男孩,他们包括隐睾症、错位的尿道,不当开发内部器官。

这些障碍可能与手术治疗和一些激素补充。科学家们正陷入困境,因为这些疾病的发病率正在增加,尤其是在发达国家。虽然原因是未知的,研究人员猜想内分泌干扰物从环境污染可能参与其中。

“很难知道出现问题如果你不知道如何正确,”琼·约根森说比较威斯康星-麦迪逊大学的生物科学教授兽医学院。

约根森,作者Anbarasi Kothandapani,和其他人着手了解生殖系统功能是如何形成的。经过几年的磨合,他们还研究了一个基因,激活,坐标的精确定时发展男性生殖器官。使用一个小鼠模型,他们发现激活促进增长的唯一的细胞能够产生雄性激素在一个胎儿。没有足够的细胞,发展出现问题。

研究人员发表了他们的研究结果在《华尔街日报》6月4日公共科学图书馆遗传学。他们的作品帮助我们理解基因开发男性生殖系统和激素相互作用,一步研究为什么在这些器官疾病越来越普遍,如何防止它们。

约根森实验室长期以来研究男性和女性的性分化发展中老鼠。总之,男性胎儿必须成功地向阴囊睾丸下降,区分外部生殖器,和发展内部器官如前列腺。这个过程是由一个控制遗传途径异想天开地命名Hedgehog-after果蝇的基因被发现在鬃毛和荷尔蒙。两个最重要的荷尔蒙睾丸激素和另一个名为INSL3。

激活基因是刺猬的一部分基因通路和基因突变与人类生殖系统障碍的。约根森实验室研究激活是如何工作的,变成了一只带有一种突变的老鼠,人类基因的突变模型。在老鼠身上,突变是致命的出生之前,所以他们必须研究它的影响在发展中胚胎。

“我们想要做的第一件事是看看他们是否有相同的生殖器官表型和人类患者,”约根森说。这些问题包括隐睾症和尿道疾病的位置。

的突变小鼠有几个缺陷类似于人类基因的突变。他们经历了延迟下降的睾丸在腹部和大约一半的突变体,阴茎的尿道打开底部而不是顶端。

怀疑问题hormone-producing睾丸间质细胞,研究人员检测了睾丸。虽然基因突变小鼠典型性腺,约根森的团队看到他们的睾丸有更少的睾丸间质细胞,这些细胞甚至增长较弱的随着胚胎的发展。

“我们得出的结论是,细胞开始好了,但是他们不能够保持他们的身份,他们失去了他们的功能,”约根森说。“随着时间的推移,他们不能够增加雄激素合成需要确保一切正常发展。”

研究人员发现Hedgehog途径,通过激活,刺激睾丸间质细胞的形成,产生所需的荷尔蒙开发男性的性器官。这些荷尔蒙继续加强Hedgehog途径,这对发展前列腺癌和阴茎是至关重要的。他们得出的结论是,大部分的缺陷突变小鼠可以解释为不正常的睾丸间质细胞。

用额外的睾酮治疗怀孕的老鼠并不足以修正所有的缺陷,因为激活基因本身是必要的,特别是对生产正常的阴茎。但是当研究人员重新non-mutant激活基因突变睾丸的文化,他们能够恢复生产所需的基因睾酮的生产。

其结果是,研究人员发现基因和激素之间的复杂的舞蹈。华尔兹中的任何错误可以带来灾难。

“有几个环境干扰影响Hedgehog途径。当你把它与基因突变,这可能会使一些人更容易比别人发育障碍,”约根森说。

这清晰的基因应该如何改善功能可以帮助研究人员了解环境毒素可能上升性发展障碍的原因。这种理解是预防的第一步。