科研進展
通過性腺原基或生殖干細胞移植借腹生殖,以實現供體配子的加速成熟,是魚類育種領域的一項重要技術。然而,移植體往往受到受體魚的免疫排斥,導致借腹生殖效率低下。2025年,諾貝爾生理學或醫學獎授予了一項有關“Foxp3介導的調節性T細胞(Tregs)維持免疫耐受”的成果。能否建立魚類誘導性Treg(iTreg)技術,培育免疫耐受受體魚,以克服其對移植體的免疫排斥呢?
中國科學院水生生物研究所孫永華團隊瞄準這一目標開展研究。前期,他們發現Foxp3a而非Foxp3b是介導斑馬魚中Tregs功能的核心轉錄因子,其突變導致性腺分化中的免疫穩態失衡和精子發生障礙(Li et al., Journal of Genetics and Genomics, 2020,封面論文);進一步建立了基于誘導性原始生殖細胞(iPGC)和生殖干細胞移植的魚類跨物種借腹生殖技術(Wang et al.,Nature Communications, 2023; Zhang et al.,Science China Life Science, 2022)。
近日,孫永華團隊通過構建foxp3a轉基因斑馬魚,成功建立了魚類iTreg介導的免疫耐受技術,突破了異體性腺原基皮下移植(SGPT)和生殖干細胞腹腔移植(IGCT)的免疫排斥障礙,顯著加速了供體配子的產生和品系構建。
團隊構建了轉基因斑馬魚品系Tg(CMV:foxp3a),其表現出iTreg介導的免疫耐受特性。當他們將異體來源的性腺原基移植至野生型斑馬魚的皮下組織,所有的移植體均被徹底清除;反之,當以免疫耐受斑馬魚作為移植受體時,供體性腺原基在受體皮下高效定植和增殖,形成膨大的性腺組織(圖1A–C)。更重要的是,供體生殖細胞在2月齡的受體中進行著超快速的精子發生,僅需約1個月左右即可成熟和產生子代(圖1D–F)。

圖1?利用iTreg免疫耐受斑馬魚突破異體性腺原基移植障礙和配子超速發生
同時,這一策略也可以顯著提升IGCT的效率。相比傳統至少3個月的F1代構建周期,利用iTreg技術僅需1個月即可完成,效率得到顯著提升(圖2)。

圖2?利用iTreg免疫耐受魚實現SPGT和IGCT介導的品系超速構建示意圖
總之,該研究首次建立了魚類中iTreg技術,攻克了同種異體性腺原基移植中的免疫排斥難題,實現了供體配子的超速成熟。這一突破也為魚類借腹生殖的效率提升和未來應用奠定了免疫調控基礎。
上述成果以“在斑馬魚中利用foxp3a過表達建立Tregs介導的免疫耐受突破異體移植障礙”為題,在線發表在國際學術期刊Journal of Genetics and Genomics。水生所博士生祝俊雯和郝永康為該論文共同第一作者,孫永華研究員和王小四副研究員為通訊作者。相關工作得到國家杰出青年科學基金、國家重點研發計劃項目等資助。文中所構建的轉基因品系(CZ2204)已保藏于國家水生生物種質資源庫國家斑馬魚資源中心。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jgg.2026.02.024?
參考文獻
Hori, S., Nomura, T., Sakaguchi, S. (2003). Control of regulatory T cell development by the transcription factor Foxp3. Science?299: 1057-1061
Wang, X., et al. (2023). Induced formation of primordial germ cells from zebrafish blastomeres by germplasm factors.?Nat. Commun.?14: 7918
Zhang, F., et al. (2022). Surrogate production of genome-edited sperm from a different subfamily by spermatogonial stem cell transplantation. Sci. China Life Sci.?65: 969-987
Li, X., et al. (2020). A critical role of foxp3a-positive regulatory T cells in maintaining immune homeostasis in zebrafish testis development. J. Genet. Genomics?47: 547-561
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