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昼夜节律对生物至关重要，但其稳态维持机制不明。研究人员开展抗缪勒氏管激素（Amh）对斑马鱼昼夜节律影响的研究，发现 Amh 介导的信号对维持斑马鱼昼夜节律稳态意义重大。这为相关疾病研究提供新思路。
在神奇的生命世界里，昼夜节律就像一个精准的 “生物钟”，掌控着生物的行为和生理节奏。从我们日常的作息，到身体内部激素的分泌，都受到它的调控。然而，这个 “生物钟” 维持稳态的关键信号通路却如同隐藏在迷雾之中，让科学家们困惑不已。与此同时，现代生活方式的改变，如轮班工作、高脂饮食等，正不断冲击着我们的生物钟，导致内分泌系统紊乱，引发多种疾病，像多囊卵巢综合征（PCOS）、卵巢早衰（POI）等，严重影响着人们的健康。为了揭开这些谜团，中国科学院水生生物研究所等机构的研究人员展开了一项意义重大的研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过行为学评估，在光暗（14h:10h）循环和持续黑暗条件下监测斑马鱼的运动活性；其次，利用单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）分析成年斑马鱼垂体细胞，探究 Amh 在不同垂体细胞群中的作用；此外，借助 CRISPR/Cas9 技术构建了 amh 和 bmpr2a 基因突变的斑马鱼模型，为研究基因功能提供了有力工具 。
研究结果如下：
- Amh 对斑马鱼昼夜节律的调节作用：研究人员通过持续监测野生型（WT）和 amh 突变的成年斑马鱼在光暗循环下的运动活性，发现 amh-/-突变体的运动活性节律振幅明显降低，总运动量也显著减少，在黑暗阶段活动增加，而在光照阶段活动减少。在持续黑暗条件下也得到了类似结果，这表明 Amh 对维持斑马鱼正常的昼夜行为节律至关重要。进一步研究发现，amh 突变会使垂体中核心昼夜节律时钟基因的表达振荡幅度明显减弱，在肾脏、肝脏和心脏等外周组织中也观察到了类似现象，说明 Amh 在调节昼夜节律时钟方面发挥着不可或缺的作用。
- Amh 在垂体中的分布及对内分泌昼夜稳态的影响：通过免疫荧光染色，研究人员发现 Amh 蛋白在成年雌性斑马鱼垂体的腺垂体中广泛分布，包括近端远侧部（PPD）和吻端远侧部（RPD）。进一步分析表明，生长激素细胞（somatotropes）和促性腺激素细胞（gonadotropes）是 Amh 作用的主要垂体细胞群。Amh 突变会导致这些细胞群中激素编码基因的表达节律紊乱，说明 Amh 对维持内分泌昼夜稳态至关重要。
- 单细胞 RNA 测序揭示 Amh 对垂体昼夜节律的调控机制：通过对 WT 和 amh 突变体成年垂体进行单细胞 RNA 测序，研究人员发现 Amh 对垂体细胞群的发育和昼夜节律的谱系特异性调节起着关键作用。在 amh 突变体中，促性腺激素细胞和生长激素细胞的比例明显下降，而促甲状腺激素细胞的比例显著上升。基因表达谱分析显示，许多与昼夜节律调节相关的基因在这些细胞中表达下调，揭示了 Amh 在垂体昼夜节律调控中的重要作用机制。
- Amh 在垂体中的信号通路：通过一系列实验，研究人员发现 Amh 在斑马鱼中主要通过 Bmpr2a/Bmpr1bb 受体发挥作用。Bmpr2a 在 Amh 阳性细胞谱系中高表达，且 Amh 与 Bmpr2a 之间存在直接相互作用。敲除 bmpr2a 会导致斑马鱼的昼夜节律和内分泌稳态被破坏，与 amh 突变体的表型相似，表明 Amh 通过 Bmpr2a/Bmpr1bb 信号通路调控斑马鱼的昼夜节律。
- Amh/Bmpr2a-Smad 信号通路对昼夜节律时钟的转录调控：研究发现，磷酸化的 Smad1/5/9 与 Amh 在 WT 垂体的 PPD 中共定位，amh 或 bmpr2a 突变会导致垂体中磷酸化 Smad1/5/9 阳性细胞数量显著减少。CUT&Tag 实验表明，在 WT 垂体中，P-Smad1/5/9 与大多数时钟基因结合，而在 amh 和 bmpr2a 突变体中，这种结合明显减少。此外，Amh 信号通过 Bmpr2a-Smad1/5/9 通路调节时钟基因的表达，维持昼夜节律的稳态。
研究结论和讨论部分指出，Amh 信号在维持垂体细胞类型的分子时钟振荡、确保昼夜信息输出途径的精确调节以及维持组织和系统水平的节律一致性和昼夜节律稳态方面发挥着关键作用。该研究揭示了一种新的内分泌时钟相互作用的分子机制，为理解脊椎动物昼夜节律的神经内分泌调节提供了重要依据。同时，研究成果也为进一步研究 Amh 介导的昼夜节律调节与相关疾病之间的关系奠定了基础，对昼夜生理学和与昼夜节律紊乱相关的病理学研究具有重要意义。
