在胚胎发育过程中，两种不同的遗传信号级联决定了胚胎的原始性腺是会变成睾丸还是卵巢，从而决定胚胎会发育成雄性还是雌性。这一过程的中断会导致性发育障碍，其特征是性别决定染色体、性腺(卵巢或睾丸)和生殖器解剖结构之间的不匹配。不相容的表现形式多种多样，如生殖器不清晰或男女生理特征的结合。这种疾病被称为性发育障碍(DSD)，每4,500名新生儿中就有1人患病。

干细胞模型使研究人员能够探索小鼠和人类性别决定的最早阶段

性逆转研究的重大挑战之一是缺乏体外系统来模拟和研究在DSD个体中发现的变异。Bar-Ilan大学的研究人员今天发表的一项研究通过开发新工具来创建性腺的体细胞/支持细胞，从而能够在培养皿中模拟源自DSD个体的干细胞，从而为这一挑战提供了解决方案。这有助于首次在与人类相关的环境中(而不是通过小鼠模型)开始研究实验室培养皿中的DSD病理学。

该研究由巴伊兰大学古德曼生命科学学院和纳米技术与先进材料研究所的NitzanGonen博士领导，与英国弗朗西斯克里克研究所和法国巴斯德研究所合作，发表在《科学》杂志上预付款。

大约一年前，Yoshino等人的一篇文章。在《科学》杂志上发表的一篇文章表明，干细胞可用于制造卵子祖细胞和卵巢体细胞。当研究人员将这两种细胞结合在一起时，他们能够创造出一个健康且可育的胚胎作为这些人造卵子的产物。Gonen博士的研究展示了类似想法的开始阶段，但这次是在雄性细胞中。

男性睾丸含有生殖细胞，这些细胞从青春期开始一直发育成精子细胞。这些细胞被支持体细胞(非生殖细胞)包围，这些细胞允许生殖细胞发挥作用和发育。

在当前的研究中，Gonen博士和弗朗西斯克里克研究所的研究人员将小鼠胚胎干细胞分化为睾丸中的早期体细胞。他们将他们创造的细胞与真正的睾丸细胞进行了比较，并通过RNA测序技术表明两者非常相似。首先使用小鼠来源的干细胞的优势在于，它可以与从胚胎性腺中分离出来的真实性腺细胞进行适当比较。用人类细胞和人类胚胎做到这一点非常困难，甚至是不可能的，因为人类对应物是怀孕第七周的胚胎，在这个阶段，流产后获取胚胎具有挑战性。

来自巴斯德研究所的Gonen博士的合作伙伴AnuBashamboo博士和她的实验室采用了这一方法，并证明它以非常相似的方式对人类干细胞起作用。X和Y染色体的不同组合决定了胚胎的性别。研究人员提取了三种类型的人类细胞——来自男性的细胞(XY)、来自女性的细胞(XX)和来自性反转DSD个体的细胞(XY出生为女性)。他们表明，XX和XY产生的体细胞彼此不同，而性反转个体的细胞则介于两者之间，更接近女性而不是男性。然而，当使用CRISPR基因组编辑技术纠正DSD单个细胞中的变体或突变时，细胞恢复到像典型的XY细胞一样的行为。

创建这种具有性反转的人类细胞模型为了解性别决定过程在许多其他无法解释的DSD病例中哪里出错以及DSD个体细胞中究竟发生了什么变化打开了大门。

“我认为这项研究提供了产生各种不同类型的性腺体细胞的可能性，例如支持生殖细胞的支持细胞或分泌睾酮的间质细胞，”Gonen博士说。“将体细胞支持细胞与生殖细胞相结合将使我们能够创建一个“培养皿中的迷你睾丸”，以更好地了解DSD和不育症的病例。希望我们将来可以利用它在实验室中产生功能性精子，让不育的男人有一个亲生的孩子。”

“能够理解性别发育差异背后的原因通常对受影响的个人及其家人非常有价值。此外，在决定可能的临床治疗时通常很重要。例如，可能保留、维持或恢复生育能力，“克里克干细胞生物学和发育遗传学实验室负责人RobinLovell-Badge说。