揭秘斑马鱼性别分化与配子发生：Amh 和雄激素信号通路的独特作用

研究人员利用雌激素缺陷斑马鱼模型，探究 Amh 和 Ar 信号在性腺分化及配子发生中的作用，揭示其关键角色和相互关系。

　　在奇妙的生命世界里，性别分化与配子发生一直是生物学研究的核心谜题之一。斑马鱼作为一种重要的模式生物，其性别决定和分化过程充满了神秘色彩。在斑马鱼的世界里，性别分化并非由单一因素决定，而是多种促进雄性和雌性发育的因子相互作用的结果。其中，抗苗勒管激素（Amh）和雄激素信号通路在这一过程中扮演着重要角色，但它们的具体作用机制却一直模糊不清。

此前，不同研究小组对斑马鱼中 Amh 和雄激素受体（Ar）基因的研究结果相互矛盾，这使得揭开它们在性别分化中的神秘面纱变得更加困难。为了深入了解这些因子的作用，来自澳门大学等机构的研究人员决定开展一项具有开创性的研究。

研究人员采用了一种新颖的遗传方法，构建了多种突变体斑马鱼模型，包括单突变体（amh^-/-和 ar^-/-）、双突变体（dmrt1^-/-;cyp19a1a^-/-、amh^-/-;cyp19a1a^-/-、ar^-/-;cyp19a1a^-/-等）以及三突变体（amh^-/-;ar^-/-;cyp19a1a^-/-），通过这些突变体来深入剖析 Amh 和 Ar 信号在性腺分化和配子发生中的作用。该研究成果发表在《Communications Biology》上。

在研究方法上，研究人员主要运用了基因编辑技术（如 CRISPR/Cas9 系统）构建突变体斑马鱼模型；通过组织学分析，对不同发育阶段斑马鱼的性腺进行切片观察，以了解其性腺发育和配子发生情况；利用定量 PCR 技术检测相关基因的表达水平，从而探究基因之间的调控关系。

在研究结果方面：

• Amh 和雄激素信号在初级性别分化中的作用：研究发现，敲除 amh 基因能够挽救 cyp19a1a^-/-单突变体的全雄表型，使其出现雌性或雌雄同体的表型，这表明 Amh 在促进雄性分化中具有重要作用。而敲除 ar 基因对初级性别分化没有明显影响，且不能挽救 cyp19a1a^-/-单突变体的全雄表型。此外，研究还证实 Bmpr2a 是斑马鱼 Amh 信号的主要 II 型受体，参与促进初级性腺分化。
• Amh 和雄激素信号在卵泡发生中的作用：虽然 amh 和 ar 在卵巢中的表达水平低于睾丸，但它们对卵巢发育和功能同样具有重要作用。研究发现，在 amh/ar/cyp19a1a 三突变体中，卵泡发育受到明显抑制，只能发育到早期的 PV 阶段。而重新引入 ar 基因能够促进卵泡发育到晚期的 PV 阶段，这表明 Ar 在早期卵泡发育中具有重要作用。
• Amh 和雄激素信号在睾丸生长和精子发生中的作用：Amh 和雄激素被认为在雄性发育中发挥着重要作用。研究发现，敲除 amh 基因会导致睾丸肥大，同时精子发生受到抑制；敲除 ar 基因则会抑制睾丸生长和精子发生，导致雄性不育。而同时敲除 amh 和 ar 基因的双突变体（amh^-/-;ar^-/-），其精子发生严重受损，睾丸生长也受到明显影响，这表明 Amh 和 Ar 在精子发生中具有补偿作用。

研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了 Amh 和雄激素信号在斑马鱼性别分化和配子发生中的复杂相互作用。研究发现，Dmrt1 在促进雄性分化方面具有最强的作用，其次是 Amh，而 Ar 在促进雄性分化方面的作用较小。虽然 Ar 对性别决定和分化并非必需，但它对精子发生、卵泡发生以及雄性第二性征的发育至关重要，缺失 Ar 会导致雄性不育。此外，研究还发现 Amh 和 Ar 在睾丸生长和精子发生中具有补偿作用，它们共同维持着睾丸的正常发育和功能。

这项研究为深入理解斑马鱼性别分化和配子发生的分子机制提供了重要线索，也为其他生物的性别发育研究提供了参考。它不仅揭示了 Amh 和雄激素信号通路在斑马鱼生殖发育中的独特作用，还为未来相关领域的研究奠定了坚实基础，有助于进一步探索生殖发育的奥秘。