单细胞分辨率解析人类胎儿45,X卵巢近减数分裂期的转录组特征及其在特纳综合征卵巢功能不全中的作用

为揭示特纳综合征(TS)患者卵巢功能不全(POI)的分子机制，研究人员通过单核RNA测序(snRNA-seq)和批量RNA测序(bulk RNA-seq)技术，首次在单细胞水平解析了45,X与46,XX胎儿卵巢的转录组差异。研究发现45,X卵巢存在生殖细胞数量减少、X染色体失活(XCI)模式紊乱、减数分裂相关基因表达异常等现象，为理解TS相关POI提供了重要线索。该研究发表于《Journal of the Endocrine Society》，为开发TS患者的生育力保护策略奠定了理论基础。

　　

特纳综合征(TS)作为最常见的女性性染色体异常疾病，约1/2000女婴受累，其最困扰患者的临床问题之一是卵巢功能不全(POI)——超过85%患者会出现青春期发育异常或原发性闭经。尽管已知TS患者胎儿期卵巢存在生殖细胞加速凋亡现象，但导致这种卵巢功能衰竭的分子机制仍不清楚。传统观点认为X染色体单倍剂量不足是主要原因，然而临床上观察到45,X/46,XX嵌合型患者的POI严重程度较轻，提示可能存在更复杂的调控机制。要破解这个谜题，必须在单细胞水平揭示45,X卵巢的分子特征。

英国伦敦大学学院的研究团队在《Journal of the Endocrine Society》发表重要成果，首次采用单核RNA测序(snRNA-seq)技术对12-13周孕龄的人类45,X和46,XX胎儿卵巢进行高分辨率解析，结合批量RNA测序(bulk RNA-seq)的时间序列分析，系统阐明了TS卵巢发育异常的分子基础。研究利用人类发育生物学资源库(HDBR)提供的胚胎组织样本，通过10X Genomics单细胞建库技术和Illumina NovaSeq测序平台获取数据，采用Seurat等生物信息学工具进行细胞聚类和差异表达分析。

研究结果部分，"Comparing the Single-Cell Landscapes of 46,XX and 45,X Ovaries"小标题下发现：45,X和46,XX卵巢的生殖细胞与体细胞亚群基本相似，但46,XX卵巢存在一个独特的"突触卵原细胞"簇(155个细胞)，而45,X卵巢仅含3个此类细胞。该簇高表达SYCP3、SMC1B等减数分裂联会复合体基因，以及分子伴侣系统基因(CCT复合体、热休克蛋白等)，提示X染色体单倍剂量可能影响减数分裂细胞骨架组装。

"The 45,X Ovary Has Fewer Germ Cells Compared to the 46,XX Ovary"部分通过组织学与单细胞定量分析证实：12周45,X卵巢体积明显小于46,XX对照，且所有生殖细胞亚群数量均显著减少(P<0.05)。虽然细胞周期分布无差异，但45,X卵巢中胎儿生殖细胞(FGCs)比例增高而卵原细胞比例降低，提示存在成熟障碍。

"Distinct Subsets of X Chromosome Genes Are Differentially Expressed in the Normal Fetal 46,XX Ovary"部分通过bulk RNA-seq时间序列分析发现：正常卵巢发育过程中存在X染色体基因的富集表达，特别是逃逸X染色体失活(XCI escape)的基因如KDM6A、FAM9C等。这些基因在15-16周减数分裂期表达最高，可能参与生殖细胞特异的表观遗传调控。

"X Chromosome Inactivation Dynamics Are Disrupted in 45,X Ovaries"部分揭示：45,X卵巢中XIST(介导X染色体失活)表达异常，而XACT(参与X染色体再激活)持续表达，表明X染色体表观调控紊乱可能影响生殖细胞发育。

"Comparing Expression of Key X Chromosome Genes in the 46,XX vs 45,X Ovary"部分鉴定出FAM9C、ATP11C和PAGE2B三个X染色体基因在46,XX卵原细胞中显著高表达，这些基因可能通过影响减数分裂或能量代谢参与POI发生。

"The 45,X Ovary Has a Globally Abnormal Transcriptome From the Primordial Germ Cell Stage"部分发现：45,X卵巢从原始生殖细胞(PGCs)阶段就存在广泛的转录组异常，包括蛋白酶体功能(RPS4X)、细胞周期调控(BUB1B)和氧化磷酸化(COX6C)相关基因表达下调，而凋亡相关基因(DUSP1、NR4A1)表达上调。

讨论部分指出，该研究首次在单细胞层面描绘了人类45,X胎儿卵巢的分子图谱，提出了多层次的致病机制：X染色体基因剂量不足影响减数分裂联会；XCI动态异常干扰生殖细胞表观调控；全局性转录紊乱导致蛋白质稳态失衡。特别值得注意的是，即使在减数分裂前，45,X卵巢已表现出生殖细胞减少和转录异常，这为临床开展早期生育力保存提供了理论依据。发现的候选基因如FAM9C、ATP11C等为未来开发分子诊断标志物和干预靶点指明了方向。研究也存