人工诱导分化卵巢去分化再分化模型研究

好的实验研究依托于好的实验动物模型。由于缺乏良好的实验动物模型，非哺乳类脊椎动物性别分化与决定的研究举步维艰。我们在长期的研究中发现，用雌激素合成酶抑制剂长期处理3月龄的雌性尼罗罗非鱼，降低鱼体内的雌激素水平，可以诱导其卵巢逆转为功能型精巢。这是在整个脊椎动物，除天然性逆转种类外，首次实现人工条件下已分化性腺去分化和再分化的诱导。本研究基于这一独特的实验动物模型，通过实时定量PCR、原位杂交和免疫组化等方法研究雌激素在鱼类性别决定与分化和卵巢维持中的作用以及其对减数分裂的调控作用，探讨这一性逆转过程中卵巢生殖细胞和体细胞的命运，揭示卵巢逆转为精巢的动态过程。本研究不仅有助于阐明硬骨鱼类性别决定与分化、卵巢经去分化再分化形成精巢的分子机制以及雌激素在这一过程和对卵巢维持的决定性作用，而且有利于解释天然性逆转鱼类发生自发性性逆转的机制，这必将大大加深对整个脊椎动物性别决定与分化分子机制的认识。

用雌激素合成酶抑制剂长期处理3月龄的雌性尼罗罗非鱼，可以诱导其卵巢逆转为功能型精巢，使已分化性腺去分化和再分化，我们称为次发性逆转。基于这一独特的实验动物模型，采用转录组测序、实时定量PCR、原位杂交、免疫组化、基因敲除和过表达等方法研究了性逆转过程的性腺形态变化及其分子机制，取得以下主要结果：（1）证实次发性逆转中精巢组织的生殖细胞和体细胞分别来自于卵巢生殖细胞和体细胞的转分化；明确了雌激素在鱼类性别决定、分化和卵巢维持中发挥关键作用；同时表明次发性逆转与原发性逆转、天然性逆转既有相似的方面，又有所不同；阐明了生殖细胞和体细胞既相互依赖又相互影响的关系；（2）次发性逆转的本质是少数雌性通路关键基因被抑制而雄性通路关键基因被激活的过程；通过基因敲除和过表达从功能缺失和功能获得两方面证实了雌雄通路关键基因的作用；（3）RA在包括硬骨鱼类在内的脊椎动物减数分裂起始的作用非常保守，但所涉及的信号通路与哺乳动物不完全一致，且雌激素可能通过调节RA水平决定硬骨鱼类减数分裂的起始；（4）在深入认识次发性逆转模型的基础上图位克隆了尼罗罗非鱼性别决定基因并证实了其性别决定的功能；（5）通过抑制雄激素合成同时添加外源雌激素，首次实现1月龄（性别分化后）雄性罗非鱼的次发性逆转，为实现罗非鱼雌雄性别双向的自由性逆转奠定了基础。已发表与本课题相关的SCI论文16篇，作国际会议大会特邀报告3人次。获得重庆市自然科学一等奖1项，申请并获得国家发明专利授权3项。培养博士后3人，博士生7人，硕士研究生共13人，顺利完成了相关的研究任务。