单细胞解析鳜鱼卵巢卵子发生轨迹与免疫微环境发育机制

本研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）首次构建了晚期IV期鳜鱼卵巢的单细胞图谱，揭示卵母细胞发育过程中免疫微环境的动态建立机制。研究发现成熟卵母细胞阶段呈现免疫相关通路“高-低-高”的表达模式，并利用RNA-FISH验证了关键标志基因的时空表达动态，为硬骨鱼母源/先天免疫（maternal/innate immunity）的形成提供了新见解。

　　

^{Section snippets}

^{Aimal and tissue preparation}

从中国荆州市本地养殖场获取晚期IV期卵巢的雌性鳜鱼。在实验开始前于过滤水中驯化两周，期间水温保持在22-26°C，毒性氨水平维持在0.041±0.005 ppm。每日投喂两次活体野生小鱼作为饵料。

使用MS-222（100 mg/L）麻醉鳜鱼后进行组织制备。

^{Identification of cell types in the ovary}

为解析鳜鱼卵巢中卵子发生及其免疫微环境形成的轨迹，我们采集了包含所有发育阶段卵母细胞的晚期IV期卵巢（图S1）。通过DNBelab C4平台完成文库构建、测序和质量控制分析后，获得了5615个细胞的转录谱。每个细胞检测到的基因中位数为1108，UMI（独特分子标识符）计数中位数为3456。

^Discussion

鱼类卵母细胞免疫微环境的建立对卵体外存活至关重要（Li等，2007；Ma和Cain，2025）。然而现有研究多聚焦于卵子发生的过程与机制（Lubzens等，2010；Liu等，2022a, 2022b），其免疫微环境的形成机制仍不明确。本研究通过鳜鱼卵巢的单细胞测序揭示了三种生殖细胞和五类体细胞的特性，首次系统阐释了卵子发生过程中免疫微环境的动态建立规律。

^Conclusion

本研究首次构建了晚期IV期鳜鱼卵巢的单细胞图谱，为不同发育阶段卵巢的细胞特性研究奠定基础。通过对三类生殖细胞差异表达基因的富集分析，发现免疫相关通路在成熟卵母细胞阶段显著富集。基于伪时序分析、差异基因聚类分析和细胞通讯分析，揭示了卵子发生轨迹及其免疫微环境的形成机制。RNA-FISH技术进一步验证了六个关键标志基因的时空表达动态。该研究为硬骨鱼母源/先天免疫的形成提供了重要理论依据。

^{CRediT authorship contribution statement}

Feng Chen：原创撰写、可视化、研究实施、资金获取、形式分析。Yuting Wang：原创撰写、可视化、形式分析。Tilin Yi：原创撰写、资源整合、研究实施。Carl Smith：文稿审阅与编辑。Lei Zheng：研究实施、数据管理。Xiaoman Qin：研究实施、数据管理。Weihao Lu：研究实施。Haifeng Li：研究实施。Yingbing Su：文稿审阅、课题指导、概念设计。Xuejun Gao：（未标注具体贡献）

^{Ethics statement}

所有动物实验均遵循长江大学伦理委员会批准的伦理政策与程序。

^{Declaration of competing interest}

作者声明不存在可能影响本研究结果的已知竞争性经济利益或个人关系。

^{Acknowledgements}

感谢王兆雄和罗敬波在样本收集中提供的帮助。本研究得到国家自然科学基金（项目编号：32401401和32303053）支持。