芳香化酶與黃鱔的性逆轉

張厚梅

(安徽生物工程學校 安徽 合肥 230031)

芳香化酶與黃鱔的性逆轉

張厚梅

(安徽生物工程學校 安徽 合肥 230031)

黃鱔是一種具有天然單向性逆轉特性的動物。雌性成熟發育的第一個周期內黃鱔個體全部表現為雌性，性成熟產卵后，卵巢內卵細胞敗育，卵巢結構逐漸退化，與此同時雄性細胞開始發育，通過雌雄間性發育過渡到雄性發育。芳香化酶是細胞色素P450家族中的一員，催化某些雄激素轉化為雌激素，是雌激素生物合成中的關鍵酶和限速酶，廣泛存在于大多數脊椎動物的腦和垂體中。芳香化酶調節神經內分泌和繁殖功能以及性行為，并參與非哺乳動物性腺分化的調控。芳香化酶與黃鱔的性逆轉可能存在著潛在的聯系并參與黃鱔的性逆轉。

黃鱔；性逆轉；芳香化酶

黃鱔（Monopterus albus）隸屬于合鰓目，亦稱鱔魚，是我國重要的淡水名優魚類之一。黃鱔在生長過程中有性逆轉行為，即從胚胎到性成熟期都是雌性，雌性性成熟產卵后，卵細胞敗育，卵巢逐漸退化，同時，分布于生殖腺上的原始精原細胞開始生長發育，形成精小囊，此時殘留的雌性生殖細胞與發育的雄性生殖細胞共同存在于生殖囊腔內，為雌雄間性發育階段，然后向雄性過渡，這一發育過程是單向的，即發生性變化后不再向雌性個體過渡。黃鱔雄性個體是由雌性個體通過性逆轉轉變而來的。

根據雌魚較小、雄魚較大這一現象，布洛(Bullough)提出黃鱔性別的順序變化可能是由某一特定大小的內在生理變化所誘發，但沒有令人信服的實驗證據支持這種“臨界大小假說”。周秋白等通過對黃鱔體長測量及解剖去性腺觀察鑒定性別，統計分析得出，體長25cm以下全為雌性，體長30cm左右為性逆轉的起點，40cm以下雌性占多數，45cm以上雄性占多數。李明峰認為一般體長20-24cm以下個體全為雌性，36-38cm雌雄各半，42cm以上幾乎均為雄性。黃鱔與常規魚類相似，親鱔在人工養殖條件下培育，性腺可以正常發育。周秋白等對產卵黃鱔專池周年培育，發現已產卵黃鱔第二年雄化率為22.2%，間性率為27.7%。保持雌性率51.1%，未產卵黃鱔雄性率為0，間性率為11%，保持雌性率89%，懷卵未產黃鱔性轉化率低，黃鱔正常產卵后與懷卵未產黃鱔相比較，性別轉化有顯著差異（P＜0.01）。早在1962年，Reinboth 就推測激素可能在性逆轉中起重要作用，到目前為止，盡管其作用機理尚不清楚，但激素參與性轉變是無可非議的。早在1974年，Tang等就發現注射羊黃體生成素促進黃鱔的性轉變，后來 陶亞雄等用鮭魚促性腺激素釋放激素類似物成功地誘導黃鱔提前性逆轉，由此推論促性腺激素釋放激素在性轉變過程中必然起著重要作用。有研究表明，對雌性黃鱔注射外源褪黑激素，褪黑激素對Ⅳ期黃鱔的性腺發育存在著劑量依存的促進與抑制的雙重調節作用，但對Ⅴ期個體沒有顯著的影響，這表明褪黑激素可能參與黃鱔的性逆轉進程。張勇等以人和鼠的SRY片斷為探針與黃鱔基因組DNA進行雜交，發現雌雄黃鱔中均有相同的雜交帶，表明在雌雄黃鱔的基因組DNA中均存在SRY同源片斷，黃鱔中的SRY同源片斷可能與其性別無直接關系，而是具備其它功能。呂道遠等采用RNA反義探針原位雜交技術，對vasa基因在黃鱔性腺發育過程中的表達情況進行了分析，結果表明，黃鱔的雄性生殖細胞可能起源于雌性階段卵巢被膜中的原始生殖細胞。Liu等發現P450arom mRNA在雌性、雌雄間性、雄性黃鱔的性腺中的水平不斷下降。

芳香化酶是細胞色素P450家族中的一員，催化某些雄激素轉化為雌激素，是雌激素生物合成中的關鍵酶和限速酶，廣泛存在于大多數脊椎動物的腦和垂體中。研究表明，芳香化酶可以影響哺乳動物中樞神經系統的功能和發育，調節神經內分泌和繁殖功能，并參與非哺乳動物性腺分化的調控，而且還影響多種魚類的性別分化和性別決定。魚類芳香化酶的研究是魚類生殖內分泌學和生殖生理學研究的前沿領域之一，經過幾十年的研究，已取得很大進展，研究表明，芳香化酶參與非哺乳動物性腺分化的調控。Wong TT等發現cyp19a1a的在性腺中的表達豐度與金頭鯛的性轉化密切相關。在鱸魚性轉化過程中，雌性鱸魚的腦組織中的芳香化酶cyp19a1bmRNA的表達水平顯著高于雄魚。Zhang等發現性腺中的P450aromA在雌性時其表達水平最高，雌雄間性時下降，到雄性時達到最低水平，P450aromB在間性時最高。魚類芳香化酶有性腺型（P450arom A）和腦型（P450arom B）兩種不同的形式。其中，P450arom A由Cyp19a基因編碼，主要在卵巢中表達；P450arom B則由Cyp19b基因編碼。主要在中樞神經系統表達。P450arom A參與雌激素生物合成和卵巢分化。P450arom B在魚類腦中的活性是其在哺乳動物腦中的100-1000倍，一般認為它也參與性腺分化的調節。由此可見，芳香化酶在魚類性別分化和性別決定過程中具有重要作用。到目前為止，有關芳香化酶與黃鱔性發育關系的研究并不多，Liu等發現P450arom mRNA在雌性、雌雄間性、雄性黃鱔的性腺中的水平不斷下降，這意味著芳香化酶與黃鱔性發育之間可能有著潛在的聯系。

筆者以不同性別黃鱔的性腺和腦組織為試驗材料，采用免疫組織化學方法檢測芳香化酶在不同性別黃鱔性腺和腦組織上的定位及其變化趨勢，通過實時定量PCR方法揭示P450arom mRNA在不同性別黃鱔的性腺和腦組織上的表達規律。免疫組化結果顯示，芳香化酶在雌性、雌雄間性、雄性黃鱔的性腺和腦組織中均有分布，且其染色程度隨著性別的變化趨于減弱，這意味著芳香化酶參與黃鱔的性逆轉過程，通過腦一垂體一性腺軸對未分化的性腺產生影響，進而影響腦和性腺的性別分化。實時定量PCR結果表明，P450arom mRNA在雌性、雌雄間性、雄性黃鱔的腦組織中均有表達，且表達水平不斷下降，這就意味著，黃鱔腦組織中的芳香化酶在其性逆轉中也發揮著重要作用。總之，黃鱔性腺和腦組織中的芳香化酶均參與黃鱔的性逆轉過程，且與其性別轉化密切相關，推測黃鱔腦組織中的芳香化酶的表達水平高低對黃鱔的性逆轉可能起著決定性的作用。

（略）