Gen SRY và sự quyết định giới tính ở người

Tinh hoàn là tuyến sinh dục đặc hiệu của nam giới. Trong thời kỳ phôi thai, sự phát triển của tuyến sinh dục thành một tinh hoàn phụ thuộc vào sự hiện diện của nhiễm sắc thể Y, trong khi sự vắng mặt của nhiễm sắc thể Y sẽ dẫn đến sự phát triển của buồng trứng, bất kể số nhiễm sắc thể X là bao nhiêu. Điều này là do gen đặc hiệu duy nhất nhiễm sắc thể Y- SRY, gen mã hóa cho nhân tố phiên mã tinh hoàn, nhân tố này đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình phát triển và biệt hóa giới tính ở nam giới.

SRY được phát hiện năm 1990 (McLaren, 1990)

SRY mã hóa cho nhân tố phiên mã là thành viên của họ protein gắn DNA - HMG-box (high mobility group box). SRY được phát hiện nhờ sự phân tích các đoạn nhỏ nhiễm sắc thể Y đã được chuyển cho nhiễm sắc thể X trong genome của các cá thể nam giới mang cặp nhiễm sắc thể XX và những người bị ái nam ái nữ thật sự.

Năm 1993, Su và Lau đã xác định được SRY là gen không có intron có kích thước 3,8 kb nằm ở vị trí Yp11.3 trên nhiếm sắc thể Y. Vùng mang mã của gen này mã hóa cho phân tử protein bao gồm 204 amino acid với khối lượng phân tử là 24 kDa. Về mặt cấu trúc, phân tử protein SRY có 3 domain, domain đầu N, domain trung tâm và domain đầu C. Domain trung tâm bắt đầu từ aminoacid 58 đến 157, chứa một motif HMG, có chức năng gắn và làm uốn cong DNA, là domain quan trọng nhất của phân tử protein SRY.

Ở người, các đột biến trên gen SRY được xác định ở những bệnh nhân nữ có bộ nhiễm sắc thể XY, không có khả năng sinh sản (Cameron et al, 1997; Canto et al, 2000; Harley, 1992, 2003; Nasrin et al 1991; Shahid et al, 2005). Trong khi đó, đột biến nhiễm sắc thể dẫn đến chuyển đoạn một phần nhiễm sắc thể Y có chứa gen này cho nhiễm sắc thể X tạo thành kiểu hình nam mang bộ nhiễm sắc thể XX (Zenteno, 1997).

Ở giai đoạn sớm, SRY quyết định sự phát triển mầm sinh dục thành tinh hoàn, ống dẫn tinh, tuyến sinh dục phụ và cơ quan sinh dục ngoài của nam giới. Nếu không có mặt SRY, mầm sinh dục của phôi sẽ phát triển thành buồng trứng, vòi trứng, tử cung, âm đạo và cơ quan sinh dục ngoài của nữ giới.

Ở phôi có giới tính di truyền là nam (46,XY)

Gen SRY xác định giới tính nam thông qua sự tương tác với nhiều gen khác định vị trong các thể nhiễm sắc thường và thể nhiễm sắc X. Ví dụ các gen SOX9, gen SF1, gen AMH...trong thể nhiễm sắc thường phối hợp với gen SRY xác định giới tính nam. Người ta đã phát hiện được gen DAX1 định vị trong thể nhiễm sắc X có vai trò phối hợp  với  gen  SRY  xác  định  giới  tính nam.

Khoảng từ tuần thứ 7 trong thời kỳ phát triển của phôi người, lúc này tại mầm tuyến sinh dục,  những dây sinh dục nguyên phát đã dài ra, tiến sâu tới vùng trung tâm của tuyến sinh dục trung tính và được gọi là dây sinh dục tủy. Những dây này có chứa các tế bào sinh dục nguyên thủy và tế bào biểu mô. Những tế bào biểu mô nằm trong các dây sinh dục tủy của mào sinh dục, do mang gen SRY sẽ biệt hóa thành tế bào Sertoli.

Khi bắt đầu biệt hóa thành tế bào Sertoli do đáp ứng với các tác động của SRY, tế bào tiền Sertoli bài tiết ra loại hormon thuộc loại glycoprotein gọi là hormon kháng ống cận trung thận AMH (Antimullerian hormone) hoặc chất ức chế ống cận trung thận MIS (Mullerian Inhibiting Substance), chất này tác động lên những tế bào trung mô nằm trong mào sinh dục để biệt hóa thành tế bào kẽ tinh hoàn, tế bào kẽ này sẽ bài tiết ra testosteron và dẫn xuất của nó như dihydrotestosteron.

Các hormon sinh dục do bào thai bài tiết này có vai trò quan trọng trong quá trình biệt hóa và phát triển của mầm sinh dục thành tinh hoàn, tuyến sinh dục đặc hiệu của nam giới.

AMH do tế bào Sertoli bài tiết ức chế sự phát triển của ống cận trung thận, nên ống này thoái hóa, teo đi, rồi biến mất.

Testosteron do tế bào Leydig bài tiết, kích thích ống trung thận dọc biệt hóa và phát triển thành các đường sinh dục nam: ống dẫn tinh, ống phóng tinh, túi tinh..

Bị cảm ứng bởi dihydrotestosteron do tế bào Leydig bài tiết, một số mầm ở đoạn cuối  ống trung thận dọc biệt hóa và phát triển thành các tuyến phụ thuộc niệu đạo, cơ quan sinh dục ngoài của  nam.

Khi dậy thì, lượng testosterone tăng, lòng ống sinh tinh xuât hiện và giới tính thứ phát bắt đầu phát triển.

Ở phôi có giới tính di truyền là nữ (46,XX)

Những tế bào biểu mô nằm trong các dây sinh tủy, do không mang gen SRY sẽ biệt hóa thành tế bào nang, để tạo ra các nang trứng chứa tế bào sinh dục. Do không có tế bào Sertoli, tế bào Leydig cũng không được tạo ra, AMH và testosterone cũng không được sản xuất.

Mào sinh dục biệt hóa thành buồng trứng trong các phôi XX xuất hiện sau tháng thứ 2 của thai nhi (cuối tuần thứ 8).

Vai trò của nhiễm sắc thể giới tính, đặc biệt XX trong sự biệt hóa của buồng trứng vẫn là giả thuyết. Sự ngừng hoạt động của một trong hai nhiễm sắc thể X trong tế bào soma 46,XX xảy ra ở giai đoạn rất sớm của quá trình phát triển phôi. Trong các tế bào noãn, cả hai nhiễm sắc thể giới tính vẫn hoạt động.

Do không có tế bào Sertoli, AMH không được bài tiết, nên ống cận trung thận sẽ biệt hóa và phát triển thành vòi trứng, tử cung và một phần âm đạo.

Do không có testosterone, nên ống trung thận dọc bị thoái hóa, teo đi và biến mất, các đường dẫn tinh không được tạo ra.

Do không có dihydrotestosteron, củ sinh dục kém phát triển, tạo thành âm vật, những nếp sinh dục và gờ môi bìu cũng kém phát triển, không sát nhập với nhau tạo thành môi lớn và môi bé.

Vì vậy, muốn biết giới tính là nam hay nữ, cần xét nghiệm nhiễm sắc đồ xác định kiểu nhân (46,XY hoặc 46,XX), xét nghiệm gen SRY và cũng như tìm tinh hoàn hoặc buồng trứng.

PGS.TS. Đoàn Minh Thụy

(Khoa Ngoại - Nam học Bệnh viện Tuệ Tĩnh, Học viện Y Dược học cổ truyển Việt Nam)