Rspo1在脊椎动物性腺中的表达与作用(2)

　　2. 5 Rspo1 的表达调控

　　Rspo1 的表达对于雌性脊椎动物的性腺分化起关键作用，这提示 Rspo1 的表达可能受到动物体内激素水平的影响从而调控性腺分化，但是 Rspo1 表达的调控机制仍不清楚。 有研究表明，在乳腺干细胞中，类固醇激素可以促进 Rspo1 和 Wnt4 表达，Rspo1与 Wnt4 可通过 Wnt/β-catenin 促进乳腺干细胞的自我更新[19]. 对斑马鱼 zRspo1 的启动子分析结果显示，在启动子上有潜在的雄激素受体 （ androgenreceptor,AR） 和核转录因子 NF-κB 结合位点。 另外，在胰腺 β 细胞中，exendin4（ 胰高血糖素样肽-1 受体的激动剂） 可促进 Rspo1 表达，而且这种促进作用依赖于葡萄糖浓度和磷脂酰肌醇-3-激酶（ PI3K） 活性，Rspo1 可刺激胰岛素分泌，Rspo1 的表达增加可引起胰岛素的分泌和胰腺 β 细胞的增值，表明 Rspo1 也可能在激素调控胰岛素分泌过程中起介导作用[20].

　　3 Rspo1 与性别决定

　　3. 1 Rspo1 突变或缺失导致雌性转变为雄性

　　DAX1、Foxl2、Wnt4 是影响卵巢发育的基因，但是这 3 个基因在小鼠中的突变却不能引起完全性反转，表明有其它的雌性性别决定相关因子存在。 人Rspo1 基因的缺失或突变导致女性向男性的性反转[1].

　　XX Rspo1- / -小鼠的表型与 XX Wnt4- / -小鼠的表型相似，提示 Rspo1 与 Wnt4 作用于同一条信号通路。 XX Rspo1- / -小鼠发育到 E11. 5 后，Wnt4 的表达被下调，表明 XX 性腺中 Wnt4 表达的上调需要Rspo1. 与 XX Wnt4- / -小 鼠 的 表 型 相 似，XXRspo1- / -小鼠中肾上腺中有血管生成，这可能是由于 Rspo1 的 TSP1 功能区有抗血管生成的作用。 少数情况下，XX Rspo1- / -小鼠可以繁殖正常的幼鼠。 但是这些鼠表现出精卵巢和雌雄同体的生殖管道的异常，并且乳房发育缺陷，无法哺育后代。 对于雌雄同体的表型的形成，Rspo1 是通过 Wnt/β-catenin 信号通路起作用，还是由于激素的紊乱所造成，具体机制仍需进一步研究[10,18].

　　3. 2 Rspo1 与生殖细胞发育

　　虽然在性腺的表型上 XX Rspo1- / -小鼠和 XXWnt4- / -小鼠相似，但是生殖细胞却有差别： 成熟XX Rspo1- / -小鼠的生精管内未见有生殖细胞存在，大多数生殖细胞在小鼠出生前都可存活，但这些生殖细胞在小鼠出生后即死亡。 XX Wnt4- / -小鼠中生殖细胞的存活率却只有 XX Rspo1- / -小鼠的 10%,这可能是因为 XX Rspo1- / -小鼠中，Wnt4 的表达虽然比正常雌鼠的表达量低，但是仍然会维持基础表达水平，而 XX Wnt4- / -小鼠中 Wnt4 完全不表达，因此会影响到生殖细胞存活[9].

　　Rspo1 还可调控生殖细胞的细胞周期。 成熟 XXRspo1- / -小鼠的精索中可以看到少量生殖母细胞，但 G1 期生殖母细胞位于精索外且有部分生殖细胞进入减数分裂[9]. Rspo1 对生殖细胞的调控作用可能有直接和间接的两种方式，Rspo1 可能直接影响生殖细胞，也可能通过影响生殖细胞的周围环境发挥作用。 例如，支持细胞可保护并同时提供营养给生殖细胞，当支持细胞分化缺陷时，会导致 XY 生殖细胞进入减数分裂[21,22]. 因此，在 XX Rspo1- / -小鼠中发现的生殖细胞的减数分裂，可能源于支持细胞的分化缺陷。 因此 Rspo1 可能同时影响生殖细胞本身及体细胞调控生殖细胞的细胞周期。

　　3. 3 Rspo1 通过激活 β-catenin 信号通路促进雌性发育

　　β-catenin 信号通路促进雌性哺乳动物卵巢发育主要通过影响体细胞来实现[23]. 通过对小鼠性腺中表达类固醇生成因子 1 （ steroidogenic factor 1,SF1） 的体细胞中的 β-catenin 进行干扰发现，虽然在雌雄性腺中都有 β-catenin 表达，但是 β-catenin 只对卵巢的分化是必需的，对于精巢发育无作用。

　　β-catenin的缺失在精巢内不影响支持细胞的分化、精巢的形态发生和胚胎的雄性化； 而卵巢内 β-catenin 功能缺失会导致形成精巢特异的脉管、生成类似肾上腺的分泌男性激素的细胞，并且造成生殖细胞缺失[24]. β-catenin 在性腺中体细胞中的缺失，造成的表型与 Rspo1 突变的表型一致，另外在 XY型性腺体细胞中的稳定表达 β-catenin 可导致小鼠的性别由雄性向雌性逆转。 XX Rspo1- / -小鼠性腺中β-catenin活性增高，可以补偿 XX Rspo1- / -导致的性腺表型的变化，形成有正常生育能力的雌性小鼠[9,25]. 因此 β-catenin 可能是 Rspo1 调控性别分化的主要的作用因子。

　　3. 4 Rspo1 调节 Foxl2 的表达促进卵巢滤泡的发育
　　
　　Foxl2 是卵巢滤泡发育调控基因，其突变或缺失可导致卵巢早衰[26]. 当 Foxl2 的表 达受影响时，Rspo1 的表达谱不受影响[27],而小鼠中 Rspo1 的突变能影响 Foxl2 的表达[2,26-28],因此 Rspo1 可能是Foxl2 的 调 控 基 因。 有 研 究 表 明，XX Foxl2- / -/Rspo1- / -型小鼠与 XX Rspo1- / -型小鼠相比，能更早的表现出雄性特征，更容易检测到类固醇激素的生成，提示 Foxl2 的作用是抑制胚胎卵巢中类固醇激素的合成[2]. 和 Rspo1-β-catenin 信号 通路相比，Foxl2 可能作用于不同类型的体细胞[27].

　　4 Rspo1 的其它功能

　　肿瘤细胞的特征之一是分化程度低，很多分化相关基因也可能引起肿瘤发生。 作为 1 个分化调控基因，Rspo1 还可能影响皮肤癌，乳腺癌和结肠癌发生。 Rspo1 的突变或缺失可以引起性反转，并伴随着鳞状细胞癌（ 一种非黑色素瘤的皮肤癌） 的发生[29].在对乳腺癌病人的统计中发现，Rspo1 的表达与血清雌二醇的浓度相关，而高血清雌二醇浓度能使乳腺癌发生的风险增加[30]. Rspo1 和受体 LGR4,LGR5有高度亲和性，从而激活 Wnt/β-catenin,而 LGR4,LGR5 在多种肿瘤 （ 如结肠癌） 中高表达[31],提示Rspo1 在肿瘤发生中发挥作用。

　　5 问题与展望

　　基于近些年来越来越多的证据支持，Rspo1 是在 Sry 决定性腺向精巢方向分化之外，与之相对的决定卵巢分化的因子。 XY 型精巢发育过程中，Sry通过调节 FGF9 和 SOX9 间的平衡，使体细胞表达SOX9,从而使性腺朝精巢方向分化。 XX 型卵巢发育过程中，Rspo1 调控 β-catenin,可能对抗精巢的发育，促使性腺发育为卵巢； 同时通过调节 Foxl2 的表达，抑制胚胎卵巢中类固醇激素的合成，促进卵巢滤泡的发育。 因此，卵巢分化可能由 Rspo1 调控的 β-catenin 信号通路和 Foxl2 共同调节。 然而 Rspo1 的功能大多通过其缺失或突变体的表型来推测，其分子机制仍需更多探索。 在脊椎动物繁育过程中，利用分泌因子 Rspo1 促进雌性性别分化，在实际应用中还需更多的尝试和验证。 对于 Rspo1 的更加深入的认识，必将为动物繁育和人类相关疾病产生深刻影响。