促性腺激素釋放激素（Gonadotropin-releasing hormone, GnRH）是由GnRH神經(jīng)元合成和分泌的生殖內(nèi)分泌激素，是脊椎動(dòng)物生殖軸的核心信號(hào)分子。嗅覺(jué)熟悉是引發(fā)魚(yú)類求偶行為的關(guān)鍵，對(duì)于魚(yú)類的繁殖非常重要。GnRH神經(jīng)元具有嗅覺(jué)感知能力，GnRH神經(jīng)元遷移紊亂會(huì)導(dǎo)致人類出現(xiàn)卡爾曼綜合癥引發(fā)嗅覺(jué)功能障礙和不育，但是其感受嗅覺(jué)信號(hào)的機(jī)制尚不清晰。而且，現(xiàn)有關(guān)于GnRH神經(jīng)元的認(rèn)知無(wú)法解釋其在嗅覺(jué)感知中的功能，GnRH神經(jīng)元能否直接感知和傳遞嗅覺(jué)信號(hào)并調(diào)控求偶行為并不清楚。

中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所胡煒研究員團(tuán)隊(duì)與渥太華大學(xué)Vance L. Trudeau教授團(tuán)隊(duì)近期合作在《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)》英文版發(fā)表了封面研究論文，該團(tuán)隊(duì)利用斑馬魚(yú)模型，**發(fā)現(xiàn)斑馬魚(yú)嗅覺(jué)上皮中的GnRH3神經(jīng)元是一種隱窩嗅覺(jué)感覺(jué)神經(jīng)元，具有直接感知和傳遞性信息素****PGF2α、**進(jìn)而誘發(fā)求偶行為的新功能。

過(guò)去30多年來(lái)，脊椎動(dòng)物下丘腦外末端GnRH神經(jīng)元一直被認(rèn)為起源于嗅基板（Olfactory Placode），并以單向方式從嗅基板遷移到下丘腦。但研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，斑馬魚(yú)下丘腦外末端GnRH神經(jīng)元（即GnRH3神經(jīng)元）起源于嗅基板腹側(cè)基底部（視頻1），隨著斑馬魚(yú)胚胎的發(fā)育，GnRH3神經(jīng)元會(huì)同時(shí)向前后兩個(gè)方向分離并遷移細(xì)胞。向后遷移出的GnRH3神經(jīng)元定位到下丘腦，發(fā)揮經(jīng)典的生殖調(diào)控功能。向前遷移的GnRH3神經(jīng)元細(xì)胞最終分布在嗅覺(jué)上皮（Olfactory Epithelium, OE），是一種表達(dá)嗅覺(jué)受體ora4的隱窩嗅覺(jué)感覺(jué)神經(jīng)元（Crypt Olfactory Sensory Neuron），而且具有直接感知和傳遞性信息素PGF2α的重要功能，屬于尚未被認(rèn)知的GnRH3神經(jīng)元新亞群，研究團(tuán)隊(duì)將這一GnRH3神經(jīng)元新亞群定義為GnRH3-OE（圖1，圖2）。

視頻1

圖1 斑馬魚(yú)GnRH3神經(jīng)元遷移和分布的新模式

圖2 斑馬魚(yú)GnRH3神經(jīng)元是隱窩嗅覺(jué)感覺(jué)神經(jīng)元進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，GnRH3神經(jīng)元合成和分泌的GnRH3神經(jīng)肽對(duì)于GnRH3神經(jīng)元感知和傳遞嗅覺(jué)信號(hào)及調(diào)控求偶行為的功能不可或缺。gnrh3突變的雄魚(yú)表現(xiàn)為GnRH3神經(jīng)元放電頻率降低，感知和傳遞性信息素PGF2α的能力嚴(yán)重受損，進(jìn)而導(dǎo)致雄魚(yú)的求偶行為和競(jìng)爭(zhēng)雌性配偶的能力顯著減弱，繁殖成功率顯著下降（圖3）。

圖3 gnrh3突變導(dǎo)致斑馬魚(yú)求偶行為障礙