近日,华中农业大学水产学院呼光富副教授团队在国际权威期刊《Nature Communications》发表了一项题为“Cholecystokinin coordinates gonadotropin-dependent and independent pathways to orchestrate zebrafish gonadal development”的突破性研究成果。该研究首次系统揭示了经典脑肠肽胆囊收缩素在斑马鱼性腺发育中的双重调控机制,为理解硬骨鱼类生殖内分泌调控网络提供了全新视角。
传统理论认为,下丘脑-垂体-性腺轴中的促性腺激素释放激素及促性腺激素是调控鱼类生殖发育的核心因子。然而,研究团队通过构建cck1、cck2配体缺失及高亲和力受体cckbrb缺失的斑马鱼模型发现,胆囊收缩素信号通路缺失会导致实验鱼完全雄性化,且精子发生停滞在减数分裂前阶段,最终造成不育。这一现象提示胆囊收缩素可能具有超越传统认知的生殖调控功能。
通过整合单细胞转录组测序、体外原代细胞培养与共培养体系,并结合多种促性腺激素缺失模型的系统比较,研究团队逐步解析了胆囊收缩素在性腺发育四个关键阶段的作用机制。在原始生殖腺形成阶段,胆囊收缩素通过非促性腺激素依赖途径促进原始生殖细胞增殖与迁移,为后续性别分化奠定基础。进入性腺分化阶段后,胆囊收缩素通过抑制体细胞凋亡维持生殖微环境稳定,同时推动生殖细胞及时启动减数分裂,避免性腺发育停滞。
在性腺发育阶段,研究发现脑部和外周来源的胆囊收缩素可特异性作用于垂体细胞上的CCKBRb受体,促进促卵泡激素合成与分泌,进而驱动配子发生。而在最终成熟阶段,除经典的促卵泡激素调控作用外,胆囊收缩素还展现出参与促黄体生成素调控的潜能,影响卵母细胞成熟与排卵过程。这种跨越多个发育阶段的协同调控模式,突破了以往将胆囊收缩素单纯视为鱼类促卵泡激素释放激素的认知局限。
该研究不仅完善了硬骨鱼类生殖内分泌调控的理论框架,更为水产动物优良种质创制提供了潜在干预靶点。华中农业大学水产学院硕士研究生李航宇(现为中国海洋大学博士研究生)、袁发明,以及中国水产科学研究院长江水产研究所梁宏伟研究员为论文共同第一作者。呼光富副教授、刘香江副教授和中国海洋大学殷战教授为共同通讯作者。团队成员李想、郑硕、汪淋淋等也参与了相关研究工作。