每次上課講到Y染色體時,其實都要提一下並不是有Y染色體就會發育成男性,也並非女性就沒有Y染色體,想要把這裡面的過程講清楚,還是需要一些圖示。
於是我透過AI的協作來畫了這個圖。
流程如下:
- 先利用chatGPT寫出從Y染色體到男性發育的機制,再反覆由同一個或其他 LLM 確認科學正確性,最後整理出一段文章。
- 接下來使用claude將這段文章,生成svg。
- 再手動使用inkscape編修這個svg檔。
- 過程中不時將svg檔截圖詢問 AI其科學正確性,以及建議修正的部分
其中,整理出的機制短文如下
1. Y 染色體與 SRY 基因的作用
- 人類細胞擁有 23 對染色體,其中第 23 對是 性染色體:
- 男性:XY
- 女性:XX
- Y 染色體約有 200 個基因,其中大部分為偽基因,真正具有功能的蛋白編碼基因約 50-60 個。
- Y 染色體上的 SRY(Sex-determining Region Y)基因 是啟動男性發育的關鍵因子。
關鍵機制:
- 在 胚胎第 6 週左右,SRY 基因開始表達,產生 SRY 蛋白(轉錄因子)。
- SRY 蛋白進一步啟動 SOX9 基因,後者是睪丸形成的關鍵因子。
- SOX9 達到足夠高的表達量後,會維持睪丸的發育,即使 SRY 之後停止作用,SOX9 仍能持續驅動雄性發育。
2. 性腺分化:睪丸的形成
- 在第 7-8 週,原始生殖嵴(gonadal ridge)在 SRY 和 SOX9 的影響下,發育成睪丸,而非卵巢。
- 睪丸內的 支持細胞(Sertoli cells) 和 萊氏細胞(Leydig cells) 會分泌兩種關鍵激素:
(1) 抗穆勒氏管激素(AMH, Anti-Müllerian Hormone)
- 由 支持細胞(Sertoli cells) 分泌。
- 作用:抑制 穆勒管(Müllerian duct) 發育,防止形成 輸卵管、子宮和上陰道。
- 這個過程是逐漸發生的,在胎兒期逐步完成。
(2) 睪固酮(Testosterone)與雙氫睪固酮(DHT)
- 由 萊氏細胞(Leydig cells) 分泌。
- 作用:
- 睪固酮 促進 內部男性生殖器(附睪、輸精管、精囊)的發育。
- 雙氫睪固酮(DHT) 由睪固酮在 5α-還原酶(5α-reductase) 的作用下轉化,主要負責 外部男性生殖器(陰莖、陰囊)發育。
- 如果 5α-還原酶缺乏,則外部生殖器可能發育不完全,個體可能在青春期才表現出男性特徵。
3. 男性特徵的進一步發展
- 在胎兒期,男性生殖系統的初步分化已經完成。
- 青春期時,在下視丘-腦垂體-性腺軸(HPG axis)調控下:
- 促黃體生成素(LH)刺激 萊氏細胞 分泌更多睪固酮。
- 促卵泡刺激素(FSH)與 支持細胞 作用,促進精子生成。
- 睪固酮與 DHT 進一步影響:
- 第二性徵(如喉結、聲音變低、肌肉增加)。
- 雄性毛髮模式(鬍鬚、體毛)。
- 精子生成與生殖功能的成熟。
有一些特殊疾病,即為這個發育過程中某些過程出問題
SRY 缺失或突變(Swyer 綜合症,46,XY 女性)
由於 SRY 基因突變或缺失,導致 XY 胚胎發育為女性,但缺乏功能性卵巢。
這些個體通常需要荷爾蒙治療來發育女性第二性徵。
XX 男性症候群(de la Chapelle 綜合症)
由於 SRY 基因錯誤地轉移到 X 染色體,導致 XX 個體發育為男性。
這些個體通常有睪丸發育不良,可能伴隨不孕。
5α-還原酶缺乏症(5α-reductase deficiency)
DHT 無法有效生成,導致外部生殖器發育不完全,出生時可能呈現 女性或中性外觀,但青春期時男性特徵(如陰莖增長)可能會出現。
雄激素不敏感綜合症(AIS, Androgen Insensitivity Syndrome)
受體對睪固酮無反應,即使個體是 46,XY,仍可能呈現女性外觀。
完全型 AIS(CAIS) 患者通常會有 女性外觀但無子宮,內部具有睪丸。