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哺乳动物的性别发育过程分为两步:第一步“性别决定”,由基因决定原始性腺发育成睾丸或者卵巢;第二步“性别分化”,在睾丸或卵巢产生的不同激素作用下最终形成雄性或雌性表现型。性别决定是性别分化和继续发育的前提,受睾丸决定因子SRY/Sry的启动,小鼠的性别决定发生在交配后的10.5 d~12.5 d,Sry恰好只在此时表达。但是性别决定是一个短时而复杂的过程,还需要其它基因(WT1、SF-1、SOX3、SOX9、MIS和DAX-1等)的参与,SRY/Sry在其中处于核心地位,因为它对性别决定起到开关作用。 现已有很多实验室都通过不同的转基因技术得到了Sry XX雄性转基因小鼠,本实验室也曾采用精子介导技术实现了外源Sry基因向胚胎的导入,并得到子代性别比例向雄性的显著偏移。同时也有研究通过基因敲除或在Sry HMG盒中制造点突变实现XY雌性的性反转,证实了Sry基因在性别决定中的关键作用。然而,以上技术距离生产实践的应用还有相当长的距离,截至目前尚未见到使用核酸免疫学方法控制哺乳动物性别发育的研究,本课题则创新性地利用核酸免疫技术遏制了胚胎时期Sry的作用途径,成功地获得了XY雌性性反转个体。 首先构建并检测重组的真核表达载体pCR3.1-Sry,大量提取该质粒制备核酸疫苗并控制其浓度和纯度,通过肌肉注射免疫性成熟的母鼠,使母体产生抗SRY蛋白的抗体并穿过胎盘屏障影响其胚胎,抗SRY蛋白的抗体有效的结合了胚胎期表达的SRY从而阻遏其对下游基因应有的作用,最终切断中性性腺脊向雄性的发育通路,实现了XY雌性的性别反转。免疫后的母鼠共有15只生仔,子代小鼠的性别比例(♂:♀)为1:1.11(P<0.05),发生了性比向雌性的偏移;使用PCR技术特异性的扩增Sry序列检测到了基因型为XY而表型为雌性的性反转仔鼠,其中有些个体具有正常的性周期并且可以成功受孕。采用相同的技术手段和路线大量提取pCR3.1空质粒以肌肉注射的形式免疫母鼠,其子代小鼠的性别比例(1:1)完全正常,而且PCR检测没有发现性反转的雌性个体。 本课题首次利用核酸免疫的技术和机制成功地实现了XY个体向雌性的性别反转,为在分子生物学水平进一步研究雄性生物学以及发育生物学提供了重要的研究平台:为性别控制的动物学生产实践提供了低成本、易操作、高效率的崭新技术手段;拓展了核酸免疫技术的应用范围,提高了其技术价值;为相关疾病的病理学研究和临床基因治疗提供参考,并且对于深入研究Sry下游途径和揭秘性别决定机制具有重要的学术意义。