水生所在黃鱔生殖干細胞分離和培養(yǎng)方面取得重要進展
在成年動物中，生殖干細胞（Germ Stem cells, GSCs）是性腺內(nèi)一群獨特的成體干細胞。它們來源于胚胎發(fā)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(chǎn)生新的干細胞，另一方面在維持自身數(shù)量的同時，通過減數(shù)分裂產(chǎn)生雌雄配子，進行精卵結(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)負著生物界延續(xù)生命的重要使命。
黃鱔作為我國重要的特種經(jīng)濟養(yǎng)殖魚類，因其肉質(zhì)鮮嫩、肌間刺少和高營養(yǎng)價值，受到消費者的青睞。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(dǎo)和移植操作技術(shù)（Germ cell transplantation, GCT）的發(fā)展，使魚類“借腹生子”不再成為神話。而此項技術(shù)的關(guān)鍵之一在于GSCs的獲得。
中國科學(xué)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(yǎng)出生殖干細胞，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，GSCs存在于不同發(fā)育時期的黃鱔性腺中。通過特殊的方法和培養(yǎng)基，科研人員成功富集培養(yǎng)出雌性生殖干細胞（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(fā)現(xiàn)分離培養(yǎng)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(guān)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胞的斑馬魚性腺中，3個月后發(fā)現(xiàn)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(guān)成果于5月24日在線發(fā)表于International Journal of Molecular Sciences期刊。該工作通過分離培養(yǎng)的方式，在短期內(nèi)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(shù)提供了技術(shù)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(fā)計劃“重要養(yǎng)殖魚類優(yōu)良種質(zhì)創(chuàng)新與生殖操作技術(shù)研究”、國家自然科學(xué)基金和國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目的資助。
