雌性性别决定关键因子：WT1的 -KTS剪接变体

撰文丨十一月

哺乳动物细胞的性别决定取决于控制性腺支持谱系是向睾丸支持细胞还是卵巢发育前颗粒细胞进行分化。睾丸决定基因是Sry，但是卵巢决定基因仍然未知。为了揭开这一问题的答案，法国iBV 研究所 Marie-Christine Chaboissier研究组在Science发文题为The −KTS splice variant of WT1 is essential for ovarian determination in mice，发现Wilms肿瘤抑制因子、锌指转录因子WT1的-KTS剪接变体是雌性性别决定的关键因子。

WT1蛋白是调节性腺发育的关键因子之一，该基因主要编码两种剪接异构体，分别是包含或者不包含最后两个锌指结构域之间三种氨基酸KTS的变体【1】。这两种亚型分别被命名为+KTS以及-KTS。-KTS在不同的细胞环境中可能会分别作为转录激活因子或者转录抑制因子，而+KTS则会促进WT1在核斑点中的亚细胞定位【2-3】。-KTS与+KTS的亚型不平衡是Frasier综合征的分子基础，该疾病的特征是出现男性向女性的性反转【4】。

为了对WT1不同剪接异构体在性别决定中的作用，作者们通过BaseScope原位杂交对-KTS以及+KTS的定位进行鉴定。作者们发现小鼠性腺细胞中的表达具有细胞异质性。在XY以及XX性腺中中+KTS的mRNA水平相似，而-KTS则在E11.5的XY性腺中量更多，在XX性腺中 E12.5时增加，这两个时间点分别与睾丸支持细胞和卵巢前颗粒细胞分化相吻合。这一现象在性腺单细胞RNA-seq中得到了证实。

为了对-KTS在性别决定中贡献进行检测，作者们使用了-KTS KO小鼠，该小鼠会造成性腺发育异常。作者们发现对于预支持细胞命运决定-KTS是可有可无的，但是对于稳定支持细胞和起始前颗粒细胞分化是必须的。

在小鼠模型中，作者们发现缺失+KTS会造成-KTS的增加的补偿效应。+KTS KO胚胎中性别转变是因为Sry基因激活失败。进一步地，作者们想知道这究竟是由于的+KTS减少还是由于-KTS增加。为此，作者们对+KTS KO 以及+KTS KO/中SRY阳性细胞数量进行比较。这两种小鼠都缺失两个+KTS基因，+KTS KO包含两个-KTS基因，+KTS KO/则包含一个-KTS基因。作者们发现+KTS KO/中Sry表达的数量更高，说明Sry表达并不需要+KTS但是会与更高水平-KTS相拮抗。这些结果说明是-KTS表达水平变化而非+KTS影响性腺细胞分化。

为了检测-KTS是否足以在XY野生型性腺中诱导卵巢分化，作者们使用细胞人工染色体对-KTS进行短暂转基因表达。作者们通过FOXL2染色证实-KTS瞬时过表达会促进XY性腺中细胞向卵巢发育前颗粒分化。

图1 工作模型

总的来说，作者们的工作证实雌性性别决定依赖于WT1基因可变剪接-KTS，-KTS在性腺发育过程中起始卵巢前颗粒细胞发育，是性腺发育的关键决定因子。

http://doi.org/10.1126/science.add8831

制版人：十一

参考文献

1. J. A. Kreidberg et al.,Cell74, 679–691 (1993)

2. C. Englert et al.,Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92, 11960–11964 (1995).

3. S. H. Larsson et al.,Cell81, 391–401 (1995)

4. S. Barbaux et al.,Nat. Genet.17, 467–470 (1997)