魚類長期精原幹細胞系培育成功 提供魚類瀕危物種保護新思路

◎本報記者 王 春

近日，上海海洋大學水產與生命學院李名友、桂朗團隊關於魚類精原幹細胞系體外誘導精子發生研究取得進展。研究表明，體外長期穩定培養的馬口魚精原幹細胞系可被魚類性腺體細胞誘導生成精子。這是全球首次建立的經濟魚類長期培養精原幹細胞系，它們不僅能體外產生精子，還已存活長達800天。這為精原幹細胞的進一步研究和認識提供了基礎，也為保護魚類瀕危物種、優化具有重要經濟價值魚類育種的方式提供了新的思路。相關研究成果發表於國際學術期刊《生物學》（Biology）上。

從一個個又小又圓的馬口魚精原幹細胞，到在實驗皿內能夠發育出鞭毛自由擺動的精子，經濟魚類生殖幹細胞在培養基中完成了發育成精子的神奇之旅，這種嘗試屬於全球首次。

精原幹細胞通過有絲分裂和減數分裂產生精子，將遺傳信息傳遞給下一代，從而保證物種的延續。大量的研究表明，體外重塑精子發生微環境，可誘導精原幹細胞系分化產生精子。在魚類研究中，如何從體外獲得精原幹細胞系，並長期培養該細胞系，是關鍵性的技術難題。

全球的研究機構都在探索如何獲得長期穩定培養的精原幹細胞系。李名友、桂朗團隊在前輩的研究成果上，將模式魚乾細胞培養技術應用於馬口魚及刀鱭中，在全球首次建立體外長期培養的馬口魚精原幹細胞系。

“我們的馬口魚精原幹細胞系在體外存活了2年多，就時間來看，可謂是全球第一。”李名友説，“而且它的生長非常穩定，具有典型的精原幹細胞基因表達模式。由此，我們建立了體外長期培養併產生精子的馬口魚精原幹細胞系，以及能誘導其他魚類精原幹細胞系產生精子的長江刀鱭性腺體細胞系。”

在實驗室中，馬口魚精原幹細胞系與馬口魚精巢細胞共同培養。到了第14天，在培養基中可以觀察到表達紅色熒光蛋白的精子細胞。這表明，馬口魚精原幹細胞系正在被逐漸誘導為未成熟精子細胞。在培養16天后，科研人員觀察到馬口魚精原幹細胞系分化為更成熟的精子，精子的尾部有輕微擺動行為。這表明，在合適的誘導條件下，馬口魚精原幹細胞系可以進入精子發生階段，產生了神奇的精子細胞。

此次研究突破了無法長期培養養殖魚類精原幹細胞系的問題，通過體內外的多角度誘導和移植研究，使精原幹細胞系體外形成了精子。這為對精原幹細胞系的進一步研究和認識提供了基礎，也為保護魚類瀕危物種、優化具有重要經濟價值魚類育種的方式提供了新的思路。

下一步，李名友、桂朗團隊還將結合幹細胞培養和誘導技術、基因編輯技術和細胞移植技術等多種研究手段，建立繁殖困難、繁殖週期長、珍稀或瀕危魚類的生殖幹細胞體系，開展以生殖幹細胞基因編輯介導的養殖魚類優良種質創制新技術。