日本國立研究開發法人理化學研究所(簡稱「理研」)生物資源研究中心綜合資訊開發室的田中信彥開發研究員(研究當時)、小倉淳郎副中心主任,小鼠表型研究開發室的田村勝室長,綜合發生工學研究開發室的的場章悟專任研究員等人組成的研究團隊宣佈,小鼠的多個Y染色體基因參與體型及臟器重量等性差異的形成。研究團隊將哪條Y染色體基因對哪類性差異發揮強烈作用,以類似地圖的方式進行了視覺化。該成果有望成為闡明疾病易感性運動、藥效男女差異與個體差異的基礎。相關研究成果已發表在《Scientific Reports》的1月19日刊上。
圖1 Sry基因剔除小鼠的生殖器的性逆轉及全身性差異表徵的部分雌性化(供圖:理化學研究所)
包括人類在內的哺乳動物,在身高、體重、脂肪分佈等眾多項目上都能觀察到「雄性與雌性的差異(性差異)」。迄今為止認為,性差異主要源於「擁有Y染色體的個體,其Y染色體上的性別決定基因(Sry)會將未分化的性腺分化為睪丸;而不具備Y染色體的個體則自然分化為卵巢,由兩種器官分泌的性激素差異導致性差異的產生」。
另一方面,近年來有研究指出,Y染色體上的其他基因也可能參與性差異的形成,但其詳細機制此前一直不明確。
此次,研究團隊全面分析了作為個體特徵的小鼠雄性和雌性的表型,從中提取出體重、臟器重量、代謝、免疫等「呈現性差異的表徵」,並對分別敲除Y染色體上10種基因的小鼠也進行了同樣的分析。
結果發現,缺失性別決定基因(Sry)的個體,多數表徵會趨近於雌性;而缺失其他基因,也會使體重、體長、肝臟重量等表徵趨近於雌性。
此外,研究團隊運用數學方法構建新指標並將所有個體排列後發現:野生型雄性與野生型雌性主要分別分佈在「雄性型」和「雌性型」區域,而各Y基因剔除小鼠則連續分佈在兩者之間,彷彿填補了中間區域。
研究團隊進一步將小鼠全身的性差異整理為數值,將哪條Y染色體基因對哪種表徵發揮多大程度作用進行了「視覺化」。最終成功地將Y染色體上的基因不僅參與性別決定,還精細調節全身性差異這一事實,以定量數據的形式呈現出來。
已知心血管疾病、自體免疫疾病、代謝異常等多種疾病都存在男女差異,而造成這些差異的可能不僅是激素,性染色體上的基因差異以及Y染色體的個體差異也可能參與其中。
的場章悟專任研究員表示:「本研究的初衷是希望以不同於以往的方式重新認識‘性別’。我們認為,本研究整合了全身多樣的性差異指標,為從定量角度整體評價個體提供了新視角。未來,我們不僅希望將其應用於小鼠,還希望拓展到人類的臨床數據,希望能夠助力對‘性別’以及多種疾病與個體差異的理解。」
原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊:Scientific Reports
論文:Quantitative dissection of sexual dimorphism in mice through Y-linked gene knockouts and multivariate phenotyping
DOI:10.1038/s41598-025-33814-w

