《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》：Role of Activin A in regulating ovarian development during vitellogenesis in Japanese eel (Anguilla japonica)
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作者：左晨鹏、张永航、慈玉婷、张玄涵、荆晓、赵梓怡、齐欣中国海洋大学教育部海洋渔业养殖重点实验室，青岛，266603，中国摘要Activin A属于TGF-β超家族，它在脊椎动物的生殖调节中起着关键作用。本研究探讨了Activin A在日本鳗鱼卵黄发生过程中的生物学功能及其潜在的
作者：左晨鹏、张永航、慈玉婷、张玄涵、荆晓、赵梓怡、齐欣
中国海洋大学教育部海洋渔业养殖重点实验室，青岛，266603，中国
摘要 Activin A属于TGF-β超家族，它在脊椎动物的生殖调节中起着关键作用。本研究探讨了Activin A在日本鳗鱼卵黄发生过程中的生物学功能及其潜在的调节机制。通过对Activin A结构特征和进化关系的分析，证实其具有高度保守性，这为阐明其在卵巢发育中的作用提供了分子基础。利用原核表达系统成功合成了重组的日本鳗鱼Activin A蛋白，并进行了系列体外功能实验。结果表明，Activin A能够显著促进卵母细胞对卵黄素的摄取，并通过上调受体表达来增强促性腺激素介导的下游信号通路效率。卵巢细胞的转录组分析显示，Activin A参与了与卵巢发育密切相关的多种生理过程，包括物质运输、能量代谢、类固醇受体活性以及关键的生殖信号通路。这些发现表明，Activin A在日本鳗鱼卵黄发生过程中调控卵巢的发育。
引言 日本鳗鱼（Anguilla japonica ）的人工繁殖长期以来一直是水产养殖科学面临的一个重大挑战。该物种具有复杂的降河式生命周期：受精卵在海洋中孵化，幼体随水流进入河口，然后在淡水中生长。当幼体在淡水中达到性成熟后，成体会开始向海洋洄游产卵，期间性腺会迅速发育。在人工繁殖条件下，雌鱼的性腺无法自行成熟，因此需要外源性促性腺激素或其类似物来诱导卵巢发育。然而，通过这类激素诱导方法获得的卵母细胞往往质量不佳，导致受精率和孵化率较低，幼体存活率也较差。因此，开发有效的策略以提高激素诱导条件下的卵母细胞质量是克服这一持续挑战的有希望的方法。
卵黄发生是一个决定卵母细胞质量的关键阶段，其特征是卵母细胞快速生长、大量摄取卵黄素以及持续的营养积累（Brooks等人，1997年）。这一阶段不仅决定了卵母细胞的发育能力，还深刻影响了随后的受精和胚胎发育。因此，系统地研究卵黄发生过程中关键因素的生物学功能和调节机制对于深入理解日本鳗鱼的卵巢发育网络至关重要。此类知识也有助于克服人工繁殖中卵母细胞质量差的主要瓶颈。
卵子发生是一个多层次、综合性的生物过程，由系统性的内分泌轴和局部因素共同调控（Nagahama等人，1995年；Clelland和Peng，2009年）。在系统层面，下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴控制卵泡的募集、选择和发育时机（Lubzens等人，2010年）。在局部层面，卵母细胞和颗粒细胞之间的旁分泌和自分泌介质精细调节细胞增殖、分化、代谢重编程以及对促性腺激素的敏感性（Erickson和Danforth，1995年；Nagahama等人，1995年；Hussein等人，2006年）。
在局部调节因子中，Activin A被广泛认为是卵巢调节网络的关键组成部分。它属于TGF-β超家族，通过inhba 基因编码的βA亚单位形成二硫键连接的二聚体，为其合成和生物活性提供了分子基础（Namwanje和Brown，2016年）。最初在卵巢卵泡液中发现的Activin A以其刺激垂体促卵泡激素（FSH）的产生而闻名，但其作用范围超出了垂体（Vale等人，1986年）。通过ACVR2A/ACVR2B和ALK4/ALK7介导的SMAD2/3信号通路激活（Zhao等人，2022a），Activin A促进颗粒细胞增殖和分化，增强类固醇生成能力（Li等人，1995年），并通过上调fshr 表达和下游信号通路提高促性腺激素的反应性（Li等人，1995年；Chang等人，2014年）。此外，Activin A还与其他局部卵巢因子相互作用，协调从卵泡生长到卵黄发生的转变，并支持发育能力的获得（Chen等人，2022年；Zhai等人，2023年）。
越来越多的证据表明，Activin信号在卵巢发育中起着特别重要的作用。斑马鱼的研究显示，activin β亚单位在卵泡发生过程中表现出动态表达模式，inhba 的表达从卵泡激活一直持续到卵黄发生期逐渐增加，表明其在调节卵泡发育和卵巢功能中起关键作用（Wang和Ge，2004年）。更重要的是，斑马鱼中activin β亚单位的基因突变会导致卵泡激活延迟、卵泡发育受损、繁殖力下降以及卵巢结构逐渐退化，这突显了activin信号在卵泡发生和卵巢稳态中的重要性（Zhao等人，2022b）。这些发现表明，inhba /Activin A不仅仅是激活系统的一个结构组成部分，还是女性生殖功能的重要调节因子。
尽管Activin A因其在哺乳动物和一些硬骨鱼类卵巢发育中的作用而受到关注，但其在日本鳗鱼卵黄发生过程中的生物学功能和调节机制仍大多未得到探索。鉴于目前人工诱导条件下卵巢发育不理想和卵母细胞质量低的情况，研究Activin A在这一关键阶段的调节作用对于改进卵巢发育网络和优化人工繁殖策略具有重要的理论和实践意义。
节选 日本鳗鱼Activin A的克隆、结构表征和重组表达 根据制造商的说明，使用商业克隆试剂盒（Vazyme，中国）扩增了日本鳗鱼的
inhba 基因。氨基酸序列使用Clustal X进行了比对，系统发育关系通过MEGA X中的邻居连接方法进行构建（Krishna等人，2022年）。Activin A的理论分子量（Mw）使用ExPASy Mw预测工具进行估算（
http://web.expasy.org/compute_pi/ ）（Zuo等人，2025b）。成熟肽的编码序列为
日本鳗鱼Activin A的分子表征和重组表达 日本鳗鱼的inhba 基因包含一个1227 bp的开放阅读框（ORF）（GenBank登录号：PX849493），编码一个由408个氨基酸组成的蛋白质，其中包含19个氨基酸的信号肽和116个氨基酸的成熟肽（图1A）。系统发育分析显示，日本鳗鱼的Activin A序列与欧洲鳗鱼（Anguilla anguilla ）的序列最为接近（图1B）。序列比对显示，Activin A的成熟肽具有高度相似性
日本鳗鱼Activin A的分子表征和重组表达 明确了解Activin A的分子特性对于解释其生物学功能和支持后续在日本鳗鱼中的功能分析至关重要。在本研究中，克隆了日本鳗鱼的inhba 基因，并通过原核表达获得了rActivin A蛋白。随后进行了体外实验，以探讨Activin A在卵巢发育早期到中期阶段的生物学作用和潜在的调节机制。
结论 本研究探讨了Activin A在日本鳗鱼卵黄发生过程中的生物学功能及其潜在的调节机制。结果表明，Activin A显著促进了卵母细胞在卵黄发生过程中的卵黄素摄取。此外，Activin A上调了促性腺激素受体的表达，提高了FSH-FSHR介导的下游信号通路的效率，从而增强了卵泡对促性腺激素刺激的敏感性。
作者贡献声明 左晨鹏： 撰写-原始草案，数据整理。张永航： 数据整理。慈玉婷： 数据整理。张玄涵： 数据整理。荆晓： 数据整理。赵梓怡： 数据整理。齐欣： 方法学研究、资金获取、概念设计。
利益冲突声明 作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。
致谢 本研究得到了中国国家自然科学基金 的支持，资助编号为[32270556。
