中科院水生所揭示脂质合成/代谢异常是金鱼龙睛性状形成的重要原因学术资讯

来源：中国科学杂志社

2021年1月5日，中国科学院水生生物研究所桂建芳院士团队在SCIENCE CHINA Life Sciences 在线发表了题为“Upregulation of the PPAR signaling pathway and accumulation of lipids are related to themorphological and structural transformation of the dragon-eye goldfish eye”的研究论文，揭示过氧化物酶体的增殖物激活受体信号通路（Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) signaling pathway）的上调表达使得脂质在眼睛组织中累积，从而使得金鱼眼睛凸出，脂质合成/代谢异常是龙睛性状形成的重要原因。

金鱼起源于四倍体鲫。据史料记载，在晋朝时期（公元 265–420 年），作为金鱼原始种的四倍体鲫金色或红色突变体就被发现。随着观赏喜好程度的不断提高和升华，金鱼被一代代人工繁育筛选，不仅出现了更多的颜色变异，而且身体的形状、鳍条和头瘤的有无及形态、眼睛的构造、以及鳞片的形态都发生了变化，形成了多达几百个品种的多姿多彩的现有金鱼。在诸多品种中，龙睛占据非常重要的地位，因其双目外凸，形似龙眼而得名，其中龙睛蝶尾品系的金鱼流行至今。研究发现龙睛金鱼眼睛凸出后具有眼压升高和高度近视等特征，然而其眼睛凸出的发育机制尚不清楚。

桂建芳院士团队构建出一个稳定的四倍体鲫龙睛品系，经组织学观察，发现其和金鱼龙睛性状特征一致，表现为：眼睛膨大外凸，眼睑后侧有大量脂质累积，视网膜等结构异常。

图1.四倍体龙睛品系构建过程及正常眼和龙睛眼睛横切图

比较转录组分析揭示在眼睛凸出早期阶段，PPAR信号通路显著上调表达，表明龙睛金鱼脂质合成/代谢异常。油红染色和眼睛组织脂肪酸含量的测定结果也证实了龙睛脂质合成/代谢出现异常。眼睛凸出中期，由于脂质合成/代谢异常的累积，导致视网膜、视神经、脉络膜等眼睛内部结构异常。下调表达的基因高度富集到光传导信号通路，和龙睛高度近视的特征相吻合。凸眼后期，一些免疫信号通路基因表达上调。以上特征和青光眼、色素性视网膜炎等人类眼睛疾病相似，因此龙睛金鱼可作为研究人类眼睛疾病病理机制的模型。