科研進展
在成年動物中,生殖干細胞(Germ Stem cells, GSCs)是性腺內一群獨特的成體干細胞。它們來源于胚胎發育時期的原始生殖細胞(Primordian Germ cell, PGC)。在性腺中,GSC一方面通過有絲分裂不斷的自我更新產生新的干細胞,另一方面在維持自身數量的同時,通過減數分裂產生雌雄配子,進行精卵結合保證新生命的誕生,從而維持種群的數量。作為生命個體內唯一向后代傳遞遺傳信息的載體和傳播者,GSC在遺傳育種中擔負著生物界延續生命的重要使命。
黃鱔作為我國重要的特種經濟養殖魚類,因其肉質鮮嫩、肌間刺少和高營養價值,受到消費者的青睞。然而,黃鱔雌雄同體和天然性逆轉的特性,導致雌雄發育不同步,成為了限制黃鱔人工繁育的一個重要因素。近年來,隨著生殖干細胞誘導和移植操作技術(Germ cell transplantation, GCT)的發展,使魚類“借腹生子”不再成為神話。而此項技術的關鍵之一在于GSCs的獲得。
中國科學院水生生物研究所孫玉華研究員團隊從黃鱔的卵巢、間性性腺和精巢中分離培養出生殖干細胞,經研究發現,GSCs存在于不同發育時期的黃鱔性腺中。通過特殊的方法和培養基,科研人員成功富集培養出雌雄生殖干細胞(fGSCs)、間性生殖干細胞(interGSCs)和雄性生殖干細胞(SSCs)。有趣的是interGSCs事實上是一群混合型的生殖干細胞,里面同時包含fGSCs和SSCs。進一步對分離的GSCs進行定性分析,發現分離培養的GSCs都表達干細胞的特征,包括形成典型的干細胞克隆、堿性磷酸酶陽性和高表達生殖干細胞特異性基因和蛋白。
圖1 黃鱔生殖干細胞高表達生殖干性相關基因和蛋白
科研人員將分離培養出的fGSCs移植到去除原始生殖細胞的斑馬魚性腺中,3個月后發現黃鱔來源的Vasa陽性生殖細胞,提示移植的fGSCs已在斑馬魚性腺成功定植并分化,進一步說明黃鱔-斑馬魚嵌合體性腺的形成。

相關成果于5月24日在線發表于International Journal of Molecular Sciences期刊。該工作通過分離培養的方式,在短期內可以獲得黃鱔的GSCs,為以后黃鱔生殖干細胞的遺傳操作技術提供了技術支持。
水生所孫玉華研究員為本論文通訊作者,副研究員孫曉云為第一作者,胡煒研究員、陶彬彬助理研究員、碩士研究生王永鑫參加了該研究工作。該研究得到藍色糧倉國家重點研發計劃“重要養殖魚類優良種質創新與生殖操作技術研究”、國家自然科學基金和國家現代農業產業技術體系等項目的資助。