黃鱔生殖干細(xì)胞分離和培養(yǎng)研究取得進(jìn)展

成年動(dòng)物中，生殖干細(xì)胞（Germ Stem cells，GSCs）是性腺內(nèi)一群獨(dú)特的成體干細(xì)胞。它們來(lái)源于胚胎發(fā)育時(shí)期的原始生殖細(xì)胞（Primordian Germ cell，PGC）。性腺中，GSC一方面通過(guò)有絲分裂不斷的自我更新產(chǎn)生新的干細(xì)胞，另一方面在維持自身數(shù)量的同時(shí)，通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生雌雄配子，進(jìn)行精卵結(jié)合保證新生命的誕生，從而維持種群的數(shù)量。作為生命個(gè)體內(nèi)唯一向后代傳遞遺傳信息的載體和傳播者，GSC在遺傳育種中擔(dān)負(fù)著生物界延續(xù)生命的重要使命。

黃鱔作為我國(guó)重要的特種經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)，因肉質(zhì)鮮嫩、肌間刺少和高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，受到消費(fèi)者的青睞。然而，黃鱔雌雄同體和天然性逆轉(zhuǎn)的特性，導(dǎo)致雌雄發(fā)育不同步，成為限制黃鱔人工繁育的重要因素之一。近年來(lái)，隨著生殖干細(xì)胞誘導(dǎo)和移植操作技術(shù)（Germ cell transplantation，GCT）的發(fā)展，使魚(yú)類(lèi)“借腹生子”不再成為神話。而該技術(shù)的關(guān)鍵之一在于GSCs的獲得。

中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研究員孫玉華團(tuán)隊(duì)在黃鱔的卵巢、間性性腺和精巢中分離培養(yǎng)出生殖干細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)GSCs存在于不同發(fā)育時(shí)期的黃鱔性腺中。通過(guò)特殊的方法和培養(yǎng)基，科研人員富集培養(yǎng)出雌雄生殖干細(xì)胞（fGSCs）、間性生殖干細(xì)胞（interGSCs）和雄性生殖干細(xì)胞（SSCs）。interGSCs事實(shí)上是一群混合型的生殖干細(xì)胞，里面同時(shí)包含fGSCs和SSCs。研究進(jìn)一步對(duì)分離的GSCs進(jìn)行定性分析發(fā)現(xiàn)，分離培養(yǎng)的GSCs都表達(dá)干細(xì)胞的特征，包括形成典型的干細(xì)胞克隆、堿性磷酸酶陽(yáng)性和高表達(dá)生殖干細(xì)胞特異性基因和蛋白。

科研人員將分離培養(yǎng)出的fGSCs移植到去除原始生殖細(xì)胞的斑馬魚(yú)性腺中，3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)黃鱔來(lái)源的Vasa陽(yáng)性生殖細(xì)胞，提示移植的fGSCs已在斑馬魚(yú)性腺定植并分化，進(jìn)一步說(shuō)明黃鱔-斑馬魚(yú)嵌合體性腺的形成。

該工作通過(guò)分離培養(yǎng)的方式，在短期內(nèi)可獲得黃鱔的GSCs，為以后黃鱔生殖干細(xì)胞的遺傳操作技術(shù)提供了技術(shù)支持。5月24日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在International Journal of Molecular Sciences上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“藍(lán)色糧倉(cāng)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)“重要養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)優(yōu)良種質(zhì)創(chuàng)新與生殖操作技術(shù)研究”、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等的支持。

圖1.黃鱔生殖干細(xì)胞高表達(dá)生殖干性相關(guān)基因和蛋白

圖2.黃鱔fGSCs在受體斑馬魚(yú)性腺定植并分化

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所