球盟会(中国)

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。然而，GnRH神经元感受嗅觉信号的机制尚不清晰，且现有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。

5月8日，中国科研实验室水生生物研究所胡炜研究员团队与渥太华大学Vance L. Trudeau教授团队合作在Science China Life Sciences上发表了题为Olfactory GnRH3 crypt sensory neurons transduce sex pheromone signals to induce male courtship behavior in zebrafish的封面研究论文。研究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PGF_2α，进而诱发求偶行为的新功能。

视频1

过去30多年来，脊椎动物下丘脑外末端GnRH神经元不断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PGF_2α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）。

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PGF_2α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

GnRH是调控脊椎动物生殖的经典信号分子，这是胡炜研究员团队发现GnRH3具有调控斑马鱼胚胎发育早期原始生殖细胞（primordial germ cell,PGC）增殖和性别分化的新功能后（Feng et al,Endocrinology,2020），关于GnRH3功能研究的又一新发现。

球盟会(中国)崔雪凡博士，陈露博士研究生和陶彬彬副研究员为论文的共同第一作者，胡炜研究员、朱作言院士和渥太华大学Vance L. Trudeau教授为论文共同通讯作者。球盟会(中国)段明研究员、罗大极研究员等参与研究工作，球盟会(中国)分析测试中心给予技术支持。

该研究得到国家自然科学基金创新研究群体项目和渥太华大学国际合作等项目的资助。

论文链接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-025-2917-5