4001百老汇净水揭示性腺共生菌稳态是影响黄鳝性反转自然发生的重要因素
早在80多年前，中国科研实验室水生生物研究所刘建康先生首次报道了黄鳝（Monopterus albus）存在雌雄同体、先雌后雄的自然性反转特性（Liu CK,1944）。有趣的是，黄鳝的性反转往往发生在第一次排卵后，性反转过程经历从当年9月到次年6月甚至更漫长的时间跨度。这个过程中季节更替、温度变化等环境因素极其复杂，导致黄鳝性反转自然发生的外在因素至今尚未阐明，不断困扰着相关领域的研究者们。
4001百老汇净水鱼类RNA生物学研究组长期聚焦鱼类性反转与遗传育种，前期创建首个动物性反转数据库（ASER,http://aser.bhqqx.com/）（Genomics Proteomics & Bioinformatics 2021,19: 873-881.），系统发掘了包括一类新的RNA加工相关的性反转因子，正在陆续解析这些因子的功能（EMBO J 2024,43:1990-2014.）。该团队一方面从遗传和RNA加工调控角度解析黄鳝自然性反转机制；另一方面，不断在发掘影响黄鳝性反转自然发生的关键因素。以小鼠和人类为代表的哺乳动物研究显示健康状态下雌性生殖系统中存在丰富的细菌微生物，相反，雄性生殖系统中却极少存在细菌微生物；这是因为细菌微生物在非病理条件下很难穿越血睾屏障和血脑屏障。不同于哺乳动物的结论，该团队率先发现黄鳝的卵巢和精巢中均存在丰富的共生菌（Frontiers in Immunology 2022,13: 938326）。随后， Mani A等也报道了多种健康鲑科鱼类的脑组织中也存在丰富的共生菌且扮演重要功能（Science Advances 2024,10:eado0277）。这些结果都提示了鱼类性腺和脑即使存在血睾和血脑屏障的保护仍存在丰富的共生菌且可能扮演重要功能。
近期，该团队以“Natural sex reversal imparts permanent compositional changes to the swamp eel gonadal microbiome”为题在微生物学领域国际期刊Microbiome发表了最新研究进展。
图1. 黄鳝卵巢优势细菌芽孢杆菌在卵巢和精巢中的双向调控功能
该团队报道了黄鳝卵巢和精巢中的细菌微生物群落特征，顺利获得与肠道、皮肤和血液三个不同生态位中微生物群落进行比较分析和溯源，发现了黄鳝性腺菌群主要来自于肠道和血液。随后，他们重点关注了卵（精）巢优势菌，最终成功分离和培养了黄鳝卵巢优势细菌芽孢杆菌。又顺利获得在体注射芽孢杆菌的动物实验，结合组织学、细胞/分子实验和组学等发现芽孢杆菌有助于维持黄鳝卵巢生理功能；相反，过量的芽孢杆菌导致精巢的炎症反应并抑制了雄性黄鳝精子活力，导致精子数量减少等损害精巢功能。该研究揭示了卵巢优势细菌芽孢杆菌在雌雄同体黄鳝性腺中的双向调控功能，提示了卵巢和精巢优势菌在性反转中的重要功能（图1）。这些结果一定程度上从性腺共生菌稳态角度回答了“黄鳝性反转为什么往往发生在第一次排卵后？”的问题，为深入解析黄鳝性反转自然发生的影响因素探索了新方向，也为开发益生菌定向诱导黄鳝性别给予了新思路。
4001百老汇净水孟恺峰博士为第一作者，罗大极研究员为通讯作者。刘飞副研究员、赵媛莉博士等为该研究做出重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金杰出青年基金项目（32425055）、湖北省重点研发计划项目（2023BBB172、2020CFA056）、湖北省支持种业高质量开展资金项目（HBZY2023B009）、湖北省洪山实验室项目（2022hszd022）等资助。
论文链接：http://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-025-02187-7
