SSTR2a缺失通过激活GH/IGF轴促进尼罗罗非鱼生长的机制研究及其育种应用

本研究针对鱼类生长调控的关键负向因子SSTR2a，利用CRISPR/Cas9技术首次构建了鱼类sstr2a?/?突变体模型。研究发现，SSTR2a缺失通过解除对GH/IGF轴（生长激素/胰岛素样生长因子轴）的抑制，显著提升尼罗罗非鱼生长性能（180日龄体重增加43%），且雄性突变体生长优势更显著。该成果不仅为培育快速生长罗非鱼品系提供新策略，更为脊椎动物生长代谢调控机制研究提供了重要模型。

　　

在追求高效可持续水产养殖的背景下，如何通过遗传改良提升经济鱼类的生长性能一直是研究热点。生长激素（GH）及其下游胰岛素样生长因子（IGF）系统是调控动物生长的核心通路，而生长抑素（SST）通过其受体SSTR2介导的抑制作用是该通路的关键负调控环节。然而，现有研究多集中于哺乳动物，且SSTR2基因敲除小鼠未表现生长表型，导致鱼类SSTR2的生理功能与育种价值长期存疑。更值得注意的是，作为全球产量第六的淡水养殖物种，尼罗罗非鱼年产量超650万吨，但其传统育种技术面临生长速度提升瓶颈。

西南大学的研究团队在《Water Biology and Security》发表的研究中，首次在鱼类中成功构建了sstr2a基因敲除模型。研究采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，通过显微注射靶向sstr2a第一外显子的gRNA和Cas9 mRNA，获得F0代嵌合体鱼，经两代选育建立纯合突变系。实验设置混合养殖和分缸养殖两种模式，使用性別特异性分子标记鉴定性别，通过ELISA检测血清GH/IGF-1水平，结合qRT-PCR分析GH/IGF轴相关基因表达，并采用BODIPY荧光染色评估肝脏脂滴沉积。

研究结果首先揭示sstr2a/sstr2b在垂体的共定位特征。通过荧光原位杂交（FISH）发现，sstr2a和sstr2b主要在垂体远侧部与gh表达区域重叠，少量信号出现在促黄体激素（LH）区域，且sstr2a表达量显著高于sstr2b。这为后续靶向sstr2a的基因编辑提供了理论依据。

在生长表型分析中，sstr2a^?/?突变体展现出显著优势。混合养殖条件下，突变体在60、120和180日龄（dpf）体重分别比野生型（WT）提高21%、35%和43%。分缸养殖实验进一步证实，突变体具有更高增重率（WGR，1444% vs 1159%）和特定生长率（SGR，3.04%/d vs 2.81%/d），同时饲料系数（FC）降低11.2%。值得注意的是，雄性XY突变体生长最优，体重比XX突变体、XY野生型和XX野生型分别高18%、31%和47%。

分子机制研究表明，sstr2a缺失导致GH/IGF轴全面激活。血清检测显示突变体GH和IGF-1水平分别提升2.1倍和1.8倍。基因表达分析发现，脑部ghrh和npy、垂体gh和ghrhr、肝脏igf1、ghr2、igf1ra/b等基因表达均显著上调。这表明SSTR2a通过多级联调控抑制GH/IGF轴功能。

在组织学层面，突变体呈现独特的代谢特征。虽然肌肉纤维数量和面积无显著变化，但肝脏BODIPY染色显示脂滴减少32%（P<0.05），提示SSTR2a缺失可能通过促进脂质代谢优化能量分配。

讨论部分指出，该研究首次在脊椎动物中发现SSTR2缺失导致的生长促进效应，突破了小鼠模型中"SST-SSTR2敲除无生长表型"的传统认知。研究者提出"双重调控"假说：在鱼类中，SSTR2a不仅通过抑制垂体GH分泌，还可能直接调控肝脏GH敏感性（通过ghr2）和IGF生成，这种多靶点调控模式使其成为生长调控的关键枢纽。

这项研究具有双重价值：一方面，sstr2a^?/?突变体（尤其雄性）可直接作为育种素材，其43%的增重效果优于已报道的mstn突变体（约30%），且保持正常体型比例；另一方面，该模型为解析GH/IGF轴与代谢调控的进化差异提供了新视角。未来研究可进一步探索SSTR2a在糖代谢、性腺发育等生理过程中的作用，评估其多效性调控的潜在影响。