2023年底，中国科学院水生生物研究所孙永华团队在国际学术期刊自然·通讯上发表了有关鱼类诱导型原始生殖细胞的论文（Wang et al., Nature Communications，2023, DOI: 10.1038/s41467-023-43587-3）后，国际斑马鱼学界和鱼类遗传育种学界产生了热烈的反响。
近日，国际斑马鱼研究领域领袖科学家、国际斑马鱼学会前任主席、美国宾夕法尼亚大学Mary Mullins教授在Science China Life Sciences杂志发表题为“为斑马鱼生殖细胞诱导鸡尾酒干杯！（A Toast to a Zebrafish Germ Cell Induction Cocktail）”的研究亮点（Research Highlight）论文，盛赞该项研究对于整个斑马鱼研究领域和鱼类定向遗传育种研究领域的重要意义。
该文开篇写到“Yonghua Sun实验室的一篇论文（Wang等，Nat Comm，2023）为整个斑马鱼领域的2024新年唱响了序曲，该研究报道了一种生殖细胞因子鸡尾酒能以惊人的效率将斑马鱼胚胎的所有细胞诱导为原始生殖细胞（PGCs）。这一重大进展不仅对于生殖细胞生物学家具有重要意义，而且Wang等人（2023）的研究显示了其对于整个斑马鱼领域的重要价值，因为这一突破极大提升了斑马鱼中基因敲入和基因编辑的生殖传递率。他们的研究还表明，这项技术可以方便地扩展到其他鱼类物种，显示了其在不同鱼类物种中广泛的适用性。”
该文首先对斑马鱼和稀有鮈鲫胚胎开展诱导型PGC（iPGC）研究进行了述评。由于普通胚胎中供体PGC数目非常稀有，传统的PGC移植技术很难获取到供体来源的PGC，其效率极其低下；利用9个生殖质因子组合，几乎能将所有胚盘细胞都诱导成为iPGC，从根本上解决了PGC移植中供体PGC来源的问题，革命性地提升了PGC移植的成功率和配子传递效率（图1）。
Mullins教授进一步评价道：“总而言之，这一重要进展，首次在母源生殖质决定PGC命运的动物（也称作“先成论”动物）而非通过诱导机制决定PGC命运的“后成论”动物中，建立了高效的借腹生殖代孕策略。”
图1 传统的PGC移植和通过诱导型PGC（iPGC）移植的比较
接着，Mullins教授对于iPGC移植胚胎只能发育成雄性可能存在的原因进行了深入讨论。她提出，这可能是由于PGC相关mRNA的表达具有时序和剂量差异导致不能获取到雌性，建议可以通过调节生殖质因子的数量和剂量有望获得雌性鱼类；此外，iPGC的单侧分布也可能是导致不利于雌性发育的重要原因之一。
最后，Mullins教授展望了iPGC技术广泛的应用前景，包括对体外培养的iPGC进行复杂基因操作，或者直接对培养的鱼类体细胞进行基因编辑然后再利用这些因子诱导为iPGC等等。
Mullins教授在文末总结到：“让我们为斑马鱼研究领域首个令人振奋的原始生殖细胞诱导鸡尾酒，干杯！（Cheers to the exciting, first-of-its-kind PGC induction cocktail in the zebrafish field!）”
据悉，鱼类生殖细胞移植技术的开创者、日本东京海洋大学的Goro YOSHIZAKI（吉崎悟朗）教授也给孙永华研究员致信，热烈祝贺这项重要成果“不仅是鱼类生殖细胞操作领域真正的重大进展。当然，其对于基础生物学研究的影响也是巨大的！（Congratulations!!! It is truly a great progress in fish germ cell manipulation. Of course, impact on the basic biology is also tremendous!）”
参考文献：
Wang, X., Zhu, J., Wang, H., Deng, W., Jiao, S., Wang, Y., He, M., Zhang, F., Liu, T., Hao, Y., Ye, D., and Sun, Y.* (2023). Induced formation of primordial germ cells from zebrafish blastomeres by germplasm factors. Nature Communications10.1038/s41467-023-43587-3.
Mullins, M. A Toast to a Zebrafish Germ Cell Induction Cocktail. SCIENCE CHINA Life Sciences (2024). https://doi.org/10.1007/s11427-024-2530-6
