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为探究花身鸡鱼（Scatophagus argus）体色模式形成的调控机制，研究人员以其幼鱼为对象，用外源甲状腺激素（TH）的 3,5,3′-L - 三碘甲腺原氨酸（T3）及其抑制剂硫脲（TU）处理。结果表明 TH 信号影响色素合成与沉积，该研究为鱼类体色模式研究提供新视角。
在奇妙的动物世界里，鱼类的体色可谓千变万化，它们的体色不仅是美丽的装饰，还在物种交流、生存防御等方面发挥着重要作用。然而，鱼类体色模式形成的调控机制却如同神秘的面纱，一直未被完全揭开。尤其是在花身鸡鱼这种具有高经济和观赏价值的海洋养殖鱼类中，虽然其体色变化丰富，从幼鱼到成鱼历经多个阶段，但人们对其体色模式形成的具体过程和背后的调控机制知之甚少。同时，甲状腺激素（TH）在鱼类变态发育中起着关键作用，以往研究发现它对部分色素细胞的发育有影响，但对花身鸡鱼中不同色素细胞（如黑色素细胞、虹彩细胞、红色素细胞）的作用以及在其体色模式形成中的功能尚不明确。为了深入了解这些奥秘，广东海洋大学的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《BMC Genomics》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在实验设计上，将花身鸡鱼胚胎和幼鱼分组，分别用 T3、TU 处理，设置对照组。通过样本采集与分析，对皮肤颜色进行比色评估、测量类胡萝卜素含量、检测甲状腺激素水平。借助转录组测序，构建测序文库并测序，随后进行数据过滤、基因注释、差异表达基因（DEGs）分析等，以探究甲状腺激素对花身鸡鱼体色模式的影响。
研究结果如下：
- 花身鸡鱼体色模式的发育：在胚胎期就能观察到幼体红色素细胞和黑色素细胞，孵化后黑色素细胞逐渐覆盖鱼体躯干。随着生长，红色条纹和斑点出现，由成年红色素细胞填充，分布在特定部位。同时，鱼体的色素模式从全身黑色逐渐变为黑色竖条纹，最终形成黑色斑点，且红色逐渐变为黄色，主要由成年黄色素细胞构成。
- TH 对色素发育的影响：T3 处理组中 T3 和 T4 水平较高，黑色斑点和黑色素细胞数量减少，虹彩细胞增多，皮肤红色减弱；TU 处理组则相反，黑色素细胞数量增加，类胡萝卜素浓度上升。
- Illumina 测序及相关分析：对不同处理组的黑色和红色皮肤进行 RNA-Seq 分析，构建 18 个皮肤 cDNA 文库。主成分分析（PCA）显示不同处理组基因表达谱有明显差异。KEGG 通路富集分析发现，DEGs 在多种与色素合成相关的通路中显著富集。进一步研究发现，与甲状腺激素信号通路、黑色素细胞和黑色素生成、虹彩细胞分化和鸟嘌呤合成、类胡萝卜素运输和沉积等相关的基因在不同处理组中呈现不同的表达模式。
- 甲状腺激素对红色素细胞形态和数量的影响：用 T3、TU 和 1 - 苯基 - 2 - 硫脲（PTU）组合处理胚胎，PTU 可抑制黑色素形成。结果显示，T3 处理组幼体红色素细胞数量减少、直径变小，表明甲状腺激素信号抑制红色素细胞形成和类胡萝卜素积累。
在研究结论和讨论部分，研究发现花身鸡鱼体色模式经历复杂的变态转变，甲状腺激素信号在其中起着关键作用。甲状腺激素通过抑制黑色素合成来抑制黑色素细胞形成，过多的甲状腺激素可能导致黑色素细胞死亡和体色模式重塑。对于虹彩细胞，甲状腺激素促进其分化和鸟嘌呤合成基因的表达，从而增加虹彩细胞数量。在红色素细胞方面，甲状腺激素信号通过影响类胡萝卜素和蝶啶代谢抑制其形成和红色着色。此外，研究还推测花身鸡鱼胚胎后期可能存在神经嵴衍生的祖细胞，成年色素细胞可能来源于此，甲状腺激素促进虹彩细胞形成可能会影响黑色素细胞和色素模式。该研究为探索鱼类体色模式形成提供了新的视角，有助于阐明甲状腺激素调节色素细胞发育和体色的分子机制，对观赏鱼的选育也具有重要意义，为相关领域的进一步研究奠定了坚实基础。
