性别差异广泛存在于人类的发育、衰老和疾病发生过程中。如绝大多数的非生殖系统癌症更高发于男性,而自身免疫性疾病则高发于女性。雄激素水平在塑造生物体性别差异过程中被认为起到了关键作用。但迄今为止,雄激素在塑造性别差异中的具体分子机制仍然知之甚少。
北京今天深夜,国际学术期刊《自然》发表的一项最新研究成果,解析雄激素调控性别差异的分子细胞基础。这项由中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)高栋研究员团队与北京大学生物医学前沿创新中心白凡教授、分子细胞卓越中心陈洛南研究员、深圳湾实验室于晨研究员合作,经过近四年努力,系统解析了雄激素在性别差异中扮演的具体角色。
高栋研究员介绍,团队对雄性小鼠进行了去除雄激素处理,对雌性小鼠进行了添加雄激素处理,基于小鼠17个不同的组织器官,利用单细胞转录组测序技术结合多种功能机制实验,从多个角度进行了全面解析。
高栋:“性别的差异是一直在的,但是真正从全身的角度上去解析雄激素究竟是怎样参与?实际上我们一直不是很清楚的。所以我们这个工作最大的亮点就是从单细胞的层次上,把雄性激素对性别差异的调控:它是哪个细胞表达雄性激素,它怎么调控的,做了一些非常基础的探索。”
研究人员发现,在器官大小上,雄激素就像营养师,能够对不同器官进行瘦身或者增重。
在细胞水平上,雄激素就像建筑师,通过改变细胞组成进而调控器官构造。如雄激素在多个器官中都能抑制天然免疫细胞(ILC2细胞)的数量,而后者具有调控炎症反应的功能,为理解性别差异性炎症疾病的发病机制提供了理论基础。
在分子水平上,雄激素就像音乐指挥家,能够像协调不同乐器演奏一样,协调不同性别差异基因的表达,比如Egfr、Il33等。这些基因有望作为性别差异性疾病的分子标志物和治疗靶点。
在疾病关联分析中,研究人员发现性别差异性疾病的潜在致病基因富集于MHC分子所参与的抗原递呈信号通路中,该信号通路是获得性免疫的重要环节,而雄激素在多种器官和细胞类型中均可显著调控MHC分子的表达水平。
高栋研究员说,基于这项研究,可以探索靶向雄激素治疗性别差异性疾病的应用前景。
高栋:“很多疾病实际上是男女是有差别的,像一些肿瘤,比如膀胱癌,男性的发病率是女性的4倍。性别的差异肯定跟他的发病是相关的,但是在临床上我们治疗膀胱癌的时候,几乎不太考虑性别的差异的,它治疗的方式还是一样的。我想随着大家研究的越来越深入,可能针对不同的性别,他的疾病的治疗的方式也会有所改变。”
高栋研究员也强调,当前研究主要基于小鼠模型,如何将这一研究成果转化为临床应用,将是又一重要的研究方向。这就要求在更大规模的人群中进行验证,并综合考虑人种、年龄、环境等多种潜在影响因素。
而李劲松院士认为,在我国人口老龄化加剧的背景下,解析雄激素在人类发育、衰老和疾病进展中的具体调控机制,探索靶向雄激素治疗性别差异性疾病的应用前景,并基于此开发个性化的疾病治疗方案,对于缓解我国医疗压力与提升公民生活质量具有重要的现实意义。
原载于话匣子 2024年4月10日
作者: 李雪梅