研究发现GnRH3神经元是开启斑马鱼求偶行为之门的隐窝嗅觉感觉神经元

促性腺激素释放激素（Gonadotropin-releasing hormone, GnRH）是由GnRH神经元合成和分泌的生殖内分泌激素，是脊椎动物生殖轴的核心信号分子。嗅觉熟悉是引发鱼类求偶行为的关键，对于鱼类的繁殖非常重要。GnRH神经元具有嗅觉感知能力，GnRH神经元迁移紊乱会导致人类出现卡尔曼综合症引发嗅觉功能障碍和不育，但是其感受嗅觉信号的机制尚不清晰。而且，现有关于GnRH神经元的认知无法解释其在嗅觉感知中的功能，GnRH神经元能否直接感知和传递嗅觉信号并调控求偶行为并不清楚。

中国科学院水生生物研究所胡炜研究员团队与渥太华大学Vance L. Trudeau教授团队近期合作在《中国科学：生命科学》英文版发表了封面研究论文，该团队利用斑马鱼模型，**发现斑马鱼嗅觉上皮中的GnRH3神经元是一种隐窝嗅觉感觉神经元，具有直接感知和传递性信息素****PGF2α、**进而诱发求偶行为的新功能。

过去30多年来，脊椎动物下丘脑外末端GnRH神经元一直被认为起源于嗅基板（Olfactory Placode），并以单向方式从嗅基板迁移到下丘脑。但研究团队发现，斑马鱼下丘脑外末端GnRH神经元（即GnRH3神经元）起源于嗅基板腹侧基底部（视频1），随着斑马鱼胚胎的发育，GnRH3神经元会同时向前后两个方向分离并迁移细胞。向后迁移出的GnRH3神经元定位到下丘脑，发挥经典的生殖调控功能。向前迁移的GnRH3神经元细胞最终分布在嗅觉上皮（Olfactory Epithelium, OE），是一种表达嗅觉受体ora4的隐窝嗅觉感觉神经元（Crypt Olfactory Sensory Neuron），而且具有直接感知和传递性信息素PGF2α的重要功能，属于尚未被认知的GnRH3神经元新亚群，研究团队将这一GnRH3神经元新亚群定义为GnRH3-OE（图1，图2）。

视频1

图1 斑马鱼GnRH3神经元迁移和分布的新模式

图2 斑马鱼GnRH3神经元是隐窝嗅觉感觉神经元进一步的研究发现，GnRH3神经元合成和分泌的GnRH3神经肽对于GnRH3神经元感知和传递嗅觉信号及调控求偶行为的功能不可或缺。gnrh3突变的雄鱼表现为GnRH3神经元放电频率降低，感知和传递性信息素PGF2α的能力严重受损，进而导致雄鱼的求偶行为和竞争雌性配偶的能力显著减弱，繁殖成功率显著下降（图3）。

图3 gnrh3突变导致斑马鱼求偶行为障碍