众所周知，对于低等生物体比如细菌，无性繁殖是主要的繁殖方式，以用于快速扩充种群。
然而，有性繁殖的出现引入了两种不同的生殖细胞（卵子和精子），这种分工有助于增加遗传多样性，从而在物种面临环境变化、疾病压力或其他挑战时提供适应性。
随着有性繁殖的出现，性别的概念也随之产生。在人类和许多其他动物中，性别决定通常与染色体类型有关。
例如，在哺乳动物中，雌性具有两条 X 染色体（XX），而雄性则有一条 X 染色体和一条 Y 染色体（XY）。当受精卵的精子携带 X 染色体与卵子结合时，产生雌性（XX）；当受精卵的精子携带 Y 染色体与卵子结合时，产生雄性（XY）。
值得注意的是，在某些爬行动物、鱼类和两栖动物中，环境温度可以影响性别的决定，这被称为温度依赖性性别决定。
例如，在某些海龟中，较高的温度可能导致雌性产生，而较低的温度可能导致雄性产生。这一机制取决于胚胎在特定温度下的发育，从而影响性腺中的激素水平和基因表达。
这些现象为研究人员提供了深刻的生物学见解，它表明雌性和雄性的性腺和生殖细胞之间，存在着强烈的同源性和对应关系。
在小鼠研究中，不论是雌性（XX）还是雄性（XY），最初性腺的形成并不具有性别差异。直到受精后的大约 11.5 天，雌性（卵巢）或雄性（睾丸）的差异才逐渐确立，这一过程被称为“性别决定”。
如果性别决定过程出现问题，可能导致性别发育异常（DSD，disorders of sex development）和性假性双性畸形（androgen insensitivity syndromeandrogen insensitivity syndrome,AIS）等疾病。尽管小鼠模型的研究已经很广泛，但针对人类性别决定这一重要过程的研究尚不完备。
基于此，中国科学院院动物研究所郭靖涛研究员和合作者利用人类早期胚胎性腺样本，详细探索了从受精后的第 6 到第 16 周的状态，对雄性和雌性性腺进行了分子特征的描述和分析，把对性别决定的理解从小鼠等动物模型拓展到人类，增进了对于人类性别决定这一关键事件的理解。
图 | 郭靖涛（来源：郭靖涛）
总体来说，该课题的目标涉及到两个方面。
首先，他们希望通过这项研究，更好理解人类性别决定的过程和机制，从而进一步对上述性别决定异常导致的疾病进行探究，并提供新的诊疗方案。
同时，它们还希望通过这项研究，理解睾丸和卵巢内各种生殖细胞及体细胞的发育过程，从而助力于更好地利用干细胞和再生医学的手段，借此进行体外性腺重构，从而对不孕不育进行更好地治疗。
据介绍，郭靖涛课题组从 10 年前就开始关注该领域。最初，他和团队主要关注人类精原干细胞（即成年人睾丸内能源源不断产生精子的干细胞）的产生、分化和衰老过程。
随着研究的深入，他们逐渐扩展到更早期的探索，研究了青春期和新生儿中这些干细胞的状态。随后，又将研究范围进一步扩展到胚胎期。
原因在于：在性别决定之前，男性和女性的生殖细胞没有表现出差异；但在性别决定后，它们之间的差异变得极为显著。
“我们对这一过程产生了浓厚兴趣，并且刚好有了人类样本和数据的机会，因此开始了这项研究。”郭靖涛说。
其表示，这项工作的开展并不是一开始就被精确设计的。相反，它更像是一个不断前进的过程，一个个目标的完成也逐步引导他们走向现在的阶段。这或许也是科研令人着迷的地方，因为它总是充满着无限的未知。
同时，这篇论文的发表也经历了许多波折。郭靖涛说：“我们在 2022 年 6 月投稿。然而，不久之后另一篇相关论文在 Nature 发表。尽管我们的论文在那之前就已投稿，但是审稿人仍然提出了许多要求，要求我们重新分析 Nature 那篇论文中的数据，并与我们的数据进行比较。”
幸运的是，重新分析之后的结果支持并加强了课题组的原有结论，也揭示了那篇 Nature 论文中未曾报道的新发现。这些新的分析也让审稿人更加认可本次工作。
日前，相关论文以《发育中人类卵巢的单细胞分析揭示了早期卵巢体细胞和生殖前体细胞的特征》（Single-cell analysis of the developing human ovary defines distinct insights into ovarian somatic and germline progenitors）为题发在 Developmental Cell 。
聂熙琛博士是并列第一作者，郭靖涛和美国加州大学洛杉矶分校阿曼达·克拉克 (Amander T.Clark) 教授担任共同通讯作者。
图 | 相关论文（来源：Developmental Cell）
郭靖涛总结称：“我们最终希望能在临床实践中帮助到病人。一方面希望进一步研究上述性腺发育异常的病人，揭示其发病机理，为更好的诊疗方案提供新思路。同时，我们也希望利用现有知识，结合干细胞和再生医学的方法，力图找到不孕不育诊疗的新方案。”
参考资料：
1.Wamaitha S. E., Nie X., Pandolfi E. C., Wang X., Yang Y., Stukenborg J. B., Cairns B. R., Guo J., Clark A. T. (2023). Single-cell analysis of the developing human ovary defines distinct insights into ovarian somatic and germline progenitors. Developmental Cell, 58, 1-15
