皮質醇對魚類性別分化過程的影響及調控機制研究進展

高蕊，閆紅偉*，劉鷹，劉奇

(1.大連海洋大學 海洋科技與環境學院，遼寧 大連 116023；2.設施漁業教育部重點實驗室(大連海洋大學)，遼寧 大連 116023；3.遼寧省河鲀良種繁育及健康養殖重點實驗室，遼寧 大連 116023；4.浙江大學 生物系統工程與食品科學學院，浙江 杭州 310058)

性別決定(sex determination)是性別形成的生物學過程，是指未分化的具有雙向潛能的性腺決定其向精巢或卵巢方向發育的過程[1]。性別分化(sex differentiation)以性別決定為前提，是未分化的性腺在性別確定后，發育為精巢或卵巢的過程[2]。魚類是脊椎動物中種類最大的類群，在脊椎動物系統演化過程中具有承前啟后的地位。與鳥類、哺乳動物等脊椎動物相比，魚類的性別決定與分化過程更為復雜，其具有原始性、多樣性和易變性的特點，既受到遺傳因素的作用，又受某些外部環境因素如溫度[3]、光照[4]、pH[5]和種群密度[6]等的影響。因此，揭示魚類的性別決定與分化機制對理解脊椎動物性別形成過程具有重要的理論意義。更為重要的是，許多魚類在生長、繁殖和形態上存在雌雄差異。在養殖生產上，如果對某些魚類開展性別控制和單性養殖，可大幅提高經濟效益，故闡明魚類性別決定及分化機制在育種方面具有重要的應用價值。

性類固醇激素在鳥類、爬行動物、兩棲類動物及魚類等的性別分化中扮演著重要角色。1953年，Yamamoto等[7]首次用雌激素處理青鳉(Oryziaslatipes)，獲得了性反轉的功能性雌性個體。自此，國內外研究人員逐步開展了激素誘導魚類性別轉變的研究。17β-雌二醇(17β-estradiol，E2)是硬骨魚類卵巢發育和雌性性別維持所必需的雌激素，在性別決定期間，經E2處理能造成斑馬魚(Daniorerio)[8]、尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)[9]等許多魚類雌性化。11-酮基睪酮(11-ketotestosterone，11-KT)是魚類最主要的雄激素，經11-KT處理會造成蜂巢石斑魚(Epinephelusmerra)[10]、條紋鋸鮨(Centropristisstriata)[11]等許多魚類雄性化。皮質醇(cortisol)既是魚類主要的糖皮質激素(glucocorticoid，GC)，也是一種類固醇激素，其被認為是連接外部環境刺激與內部生理反應的關鍵因子[12]。當魚體受到外界應激因子刺激后，下丘腦-垂體-腎間組織(hypothalamus-pituitary-interrenal，HPI)軸會迅速做出反應，由下丘腦釋放促腎上腺皮質激素釋放激素(corticotropin-release hormone，CRH)作用于垂體，刺激垂體前葉促腎上腺皮質激素細胞分泌促腎上腺皮質激素(adrenocorticotropic hormone，ACTH)，ACTH刺激腎間細胞分泌皮質醇激素，并作用于全身各個靶器官[13]。近年來研究發現，皮質醇可能介導了環境因素影響魚類性別分化的過程。在一些魚類中，外源皮質醇處理會造成基因型為雌性的個體雄性化，而在皮質醇處理時，使用雌激素或皮質醇合成抑制劑在一定程度上能回救上述皮質醇所造成的雄性化[14-15]。研究還發現，高溫、高密度養殖等環境因素會造成一些魚類皮質醇水平增加，進而導致魚類個體雄性化[16-17]。在雌雄同體的魚類中，由于種群社會結構變化所造成的性轉變往往伴隨著皮質醇水平的改變。目前，皮質醇作用于魚類性別分化與性轉變的具體機制尚不明確，故探討皮質醇對魚類性別分化的影響并厘清其調控機制，有助于認知外部環境因素影響魚類性別的作用途徑及性別分化的內分泌機制。本研究中，綜述了外源皮質醇處理對魚類性別分化的作用規律，魚類性別分化或性轉變期環境因素對魚類內源皮質醇水平的影響規律，以及皮質醇調控魚類性別分化與性轉變的分子機制，以期為研究魚類性別形成的調控機制提供科學參考。

1 外源皮質醇處理對魚類性別分化的影響

1985年，Van den Hurk等[18]分別用皮質醇、皮質醇代謝物可的松(cortisone)處理性別未分化的虹鱒(Oncorhynchusmykiss)均能獲得性反轉的雄性個體，表明糖皮質激素會影響魚類的性別分化，這意味著魚類的性別分化受HPI軸調控。上述發現引起了國內外學者的廣泛關注。隨后，研究人員陸續在雌雄異體魚類如博納里牙漢魚(Odontesthesbonariensis)[19]、漠斑牙鲆(Paralichthyslethostigma)[20]，以及雌雄同體魚類如條紋鋸鮨[21]、斜帶石斑魚(Epinepheluscoioides)[22]中發現了皮質醇類似的作用效果。

1.1 皮質醇處理對雌雄異體魚類性別分化的影響

在雌雄異體魚類中，皮質醇處理會造成斑馬魚[14]、尼羅羅非魚[15]等模式魚類，以及黃顙魚(Tachysurusfulvidraco)[23]、褐牙鲆(Paralichthysolivaceus)[24]等經濟魚類的雄性化，且皮質醇誘導的雄性化具有劑量依賴性(表1)。如對孵化后7 d的博納里牙漢魚分別投喂皮質醇含量為400、800 mg/kg的飼料63 d，產生的雄性比例分別為95%和100%[19]。對孵化后60 d的漠斑牙鲆分別投喂皮質醇含量為100、300 mg/kg的飼料28 d，產生的偽雄魚比例分別為71%和87%[20]。皮質醇處理的起始時期不同，影響的效果也不同。如在尼羅羅非魚中，對孵化后5 d且基因型為雌性的幼魚投喂皮質醇含量為1 000 mg/kg的飼料25 d，會造成幼魚性腺中卵母細胞的缺失，而在孵化后40 d開始用皮質醇處理，處理50 d后幼魚性腺中仍具卵母細胞[15]。此外，經皮質醇處理所產生的偽雄魚可能具有生殖功能。如采用皮質醇含量為300 mg/kg的飼料投喂孵化后12 d的黃顙魚24 d，所產生的偽雄魚具有精小葉結構和生理性雄魚特有的生殖突[23]。

上述經外源皮質醇處理造成魚類的雄性化，在一定程度上可被雌激素或皮質醇合成抑制劑回救。如對孵化后30 d且基因型為雌性的褐牙鲆研究發現，對照組(正常飼料)、皮質醇組(100 mg/kg飼料)、聯合使用皮質醇(100 mg/kg飼料)與E2(1 mg/kg飼料)飼喂組所產生的雄性比例分別為3.3%、50%和0%[24]。而分別用皮質醇(50 mg/kg飼料)、皮質醇合成抑制劑美替拉酮(500 mg/kg飼料)、聯合使用皮質醇(50 mg/kg飼料)與美替拉酮(metyrapone)(500 mg/kg)飼料對15日齡的斑馬魚進行為期1個月的飼喂，所產生的雄性比例分別為100%、61.9%和48.6%[14]。

1.2 皮質醇處理對雌雄同體魚類性別分化的影響

皮質醇處理會誘導一些雌雄同體魚類的雄性化(表1)。分別用皮質醇(300 mg/kg飼料)、皮質醇受體拮抗劑米非司酮(mifepristone)(6.25 mg/kg飼料)飼喂性別未分化的雌雄同體雌性先熟的條紋鋸鮨幼魚，處理84 d后所產生具有精巢的個體比例分別為31.6%和50.9%，具有兼性性腺的個體比例分別為68.4%和32.0%[21]，推測皮質醇通過與皮質醇受體結合的方式對魚類性別進行調控。而在某些雌雄同體魚類中，對成魚進行皮質醇處理也會造成雌性轉變為雄性。如對雌性三斑海豬魚(Halichoerestrimaculatus)成魚進行為期42 d的皮質醇飼喂(1 000 mg/kg飼料)，可造成血漿E2水平下降，性腺中出現生精細胞[16]。通過腹腔注射讓雌性斜帶石斑魚成魚攝入皮質醇(50 mg/kg體質量)，可使其性別轉變為雄性[22]。然而在停止處理后，已經發生性轉變的斜帶石斑魚精子停止性轉變，發育中的精子也消失了，這表明皮質醇引起的性轉變具有暫時性。

以上研究表明，皮質醇對魚類的性別分化具有重要作用，可在一定程度上造成魚類向雄性方向分化，并且進行外源皮質醇處理時，不同濃度、處理時間和處理方式對魚類性別分化的影響效果不同。皮質醇可以通過皮質醇受體發揮調控作用，皮質醇合成抑制劑或雌激素在一定程度上可回救皮質醇誘導的雄性化。值得注意的是，在一些魚類中，皮質醇誘導所產生的偽雄魚具有生殖突，推測具有生殖功能。而在一些魚類中，皮質醇處理造成的雄性化卻是暫時的，停止處理后性別的改變將不可持續。目前，大多數研究未將皮質醇處理產生的偽雄魚飼養至性成熟，尚不能確定皮質醇處理產生的偽雄魚是否真正具有生殖功能，未來尚需深入研究。

2 環境因素對魚類內源皮質醇水平的影響

魚類的性別分化與性轉變受到外部環境因素的影響，在多種環境因素介導的魚類性別分化與性轉變過程中，內源皮質醇水平往往發生了相應的變化(表2)，故推斷皮質醇可能是響應外部環境信號與魚類性別分化及性轉變的重要因子[20，25]。

表2 環境因素誘導雄性化過程中魚類皮質醇水平和性別比例的變化

2.1 溫度

在許多魚類、爬行動物和兩棲類生命早期階段，溫度對性別分化過程具有決定作用。1981年，Conover等[26]首次證明，溫度會影響大西洋銀漢魚(Menidiamenidia)的性別。此后，研究人員開展了一系列溫度對魚類性別分化的研究。如對孵化后9 d的奧利亞羅非魚(Oreochromisaureus)進行為期25 d的溫度試驗，在27、37 ℃條件下產生的雄性后代比例分別為63.0%和97.8%，這表明高溫會使奧利亞羅非魚偏雄性化[27]。對孵化后15～25 d且基因型為雌性的斑馬魚進行高溫(37 ℃)處理，可得到100%偽雄魚[28]。此外，高溫處理還會誘導金魚(Carassiusauratus)[29]、半滑舌鰨(Cynoglossussemilaevis)[30]和褐牙鲆[3]產生雄性化。

以上溫度誘導產生的雄性化可能是一種由皮質醇介導的熱應激結果。孵化后幾周的環境溫度決定了博納里牙漢魚幼魚的性別[31]，在17 ℃時雄性比例為0%，在24 ℃時為69.2%，在29 ℃時可達100%，且在29 ℃時飼育的幼魚體內皮質醇水平始終高于17 ℃[19]。24 ℃條件下對博納里牙漢魚幼魚投喂皮質醇含量為800 mg/kg的飼料，可使雄性比例達到100%[32]。在褐牙鲆[24]和青鳉[25]中也存在類似現象，高溫條件下飼喂的幼魚皮質醇水平往往較高，而雄性比例也相對較高。同時研究還發現，在一些魚類中，飼喂E2或美替拉酮可回救由高溫誘導的幼魚個體雄性化[24-25，33]。

2.2 種群密度

種群密度也會對魚類性別分化產生一定影響。高密度會造成擁擠脅迫，使幼魚向雄性化轉變[34]。早期研究發現，歐洲鰻鱺(Anguillaanguilla)在800、1 600、3 200 g/m3養殖密度下，雄性比例分別為69%、78%和96%[35]。此外，種群密度還會影響歐洲舌齒鱸(Dicentrarchuslabrax)[36]、斑馬魚[14]和博納里牙漢魚[17]等魚類性別分化。

研究發現，在魚類早期發育階段，高密度養殖造成的個體雄性化可能也與皮質醇水平有關。在日本鰻鱺(Anguillajaponica)性別分化期間，成群飼養個體的血清皮質醇水平顯著高于單獨飼養個體(P<0.05)，推斷這是造成鰻鱺高密度養殖個體雄性偏多的原因[37]。在斑馬魚的性別分化期也發現，養殖密度越高，體內皮質醇水平越高，雄性比例也就越高[14]。在對XX基因型博納里牙漢魚的研究中也得出類似結論，用四周均為鏡面的水槽飼養博納里牙漢魚比無反射光水槽飼養時雄性比率更高[17]。推斷由環境擁擠引起的魚類個體雄性化過程中，負責處理視覺信息的大腦具有重要作用。

綜上，在魚類性別分化期，高密度養殖造成的擁擠脅迫能促使魚類體內皮質醇水平升高，而高皮質醇水平是造成魚類雄性化的一個重要原因。

2.3 種群社會關系

種群中的社會關系變化會造成雌雄同體魚類，如黑雙鋸魚(Amphiprionmelanopus)[38]、雙帶錦魚(Thalassomabifasciatum)[39]和藍帶血蝦虎魚(Lythyrpnusdalli)[12]等的性轉變，期間也往往伴隨著皮質醇水平的變化。

目前，在皮質醇作用于雌雄同體魚類性別轉變的假設中，Perry等[39]認為，在雌雄同體雌性先熟的雙帶錦魚中，功能性雄性通過攻擊雌性來提高雌性體內的皮質醇水平，從而抑制雌性11-KT合成，進而阻止雙帶錦魚雌魚的雄性化。如果將功能性雄性從社會群體中移除，雌性的壓力降低，體內皮質醇水平會下降，雌魚便會出現雄性化。然而與Perry等[39]假設所矛盾的是，當去除同樣為雌雄同體雌性先熟的圓擬鱸(Paraperciscylindrica)功能性雄性后，完成皮質醇植入的功能性雌性仍可性轉變為雄性，這表明高皮質醇水平并不能阻止圓擬鱸的雄性化[40]。藍帶血蝦虎魚是一種具有一夫多妻制種群社會關系且雌雄同體雌雄同步成熟的魚類，研究發現，通常藍帶血蝦虎魚雄性體內皮質醇水平較低，反而體型較大的雌性體內皮質醇水平較高，但在移除種群中功能性雄性后，體型較大的雌魚皮質醇水平開始上升，并在移除雄性后的1～3 d時達到峰值，后逐漸降低[12]。這表明，在性別轉變初期，高濃度的皮質醇對魚類性轉變為雄性起著促進作用，這與Perry等[39]的假設不同。而對于雌雄同體雄性先熟的黑雙鋸魚，雄性和雌性皮質醇水平并無差異，但當功能性雌性去除后，種群內各個體的皮質醇水平不斷升高，并逐漸有個體性轉變為新的功能性雌性[38]。由此可見，皮質醇的升高不僅能促進雌雄同體魚類性轉變為雄性，還可能在雌雄同體魚類性轉變為雌性的過程中發揮作用。

綜上所述，皮質醇水平的高低一定程度上反映了一些雌雄同體魚類在種群中的社會地位。皮質醇參與了雌雄同體魚類性轉變的過程，而高水平皮質醇水平可能促進了一些雌雄同體魚類的性轉變。但目前相關研究還較少，尚需進一步探究皮質醇在雌雄同體魚類性轉變中的作用機制。

2.4 其他環境因素

光照、養殖水槽顏色也會對魚類的性別分化造成影響。研究發現，這些環境因素可通過影響魚體皮質醇水平對魚類性別分化進行調控，如將剛孵化的基因型為雌性的青鳉在綠光環境下飼養60 d，可誘導產生偽雄魚且偽雄魚具有生殖功能，所產生的精子可與正常卵子結合孵育全雌子代，推測綠光造成青鳉雄性化是由皮質醇水平變化引起的[4]。在探究養殖水箱對漠斑牙鲆性別分化影響時發現，藍色水箱中飼養的魚皮質醇水平較高，相應的雄性比例也較高，推測背景顏色影響了漠斑牙鲆的性別，表明環境因素在性別決定期間充當壓力源，并最終造成雄性偏向性[20]。

總之，外部環境因素影響著魚類的性別分化與性轉變，而皮質醇可能是連接外部環境因素與魚類性別調控的重要紐帶，在魚類的性別分化與性轉變中起到了重要作用。

3 皮質醇調控性別分化與性轉變的分子機制

研究認為，皮質醇可能通過3種方式介導硬骨魚類性別分化與性轉變[41-42]：一是通過HPI軸與下丘腦-垂體-性腺(hypothalamus-pituitary-gonadal，HPG)軸相互作用，調控魚類的性別變化；二是通過皮質醇和雄激素合成通路的交互作用，共同調控魚類的性別變化；三是通過控制魚類性別相關基因的轉錄來調控魚類性別變化。

3.1 HPG軸與HPI軸的相互作用

HPG和HPI軸的相互作用共同調控魚類的性別分化、發育和繁殖等重要生理過程[41](圖1)。腦內一些神經遞質通過影響體內皮質醇水平，間接調控著性別分化與性轉變過程[43]。

ACTH—促腎上腺皮質激素；AVT—精氨酸催產素；CRF—促腎上腺皮質激素的釋放因子；DA—多巴胺；E2—17β-雌二醇；FSH—促卵泡激素；FSHR—促卵泡激素受體；GnIH—促性腺激素抑制激素；GnRH—促性腺激素釋放激素；GR—皮質醇激素受體；Kisspeptin—親吻素；LH—促黃體生成素；LHR—促黃體生成素受體；MEL—褪黑素；NE—去甲腎上腺素；T—睪酮；5-HT—血清素；11-KT—11-酮基睪酮。ACTH—adrenocorticotropic hormone；AVT—arginine vasotocin；CRF—corticotropin-releasing factor；DA—dopamine；E2—17β-estradiol；FSH—follicle-stimulating-hormone；FSHR—follicle-stimulating hormone receptor；GnIH—gonadotropin-inhibitory hormone；GnRH—gonadotropin-releasing hormone；GR—glucocorticoid receptor；LH—luteinizing hormones；LHR—luteinizing hormones receptor；MEL—melatonin；NE—norepinephrine；T—testosterone；5-HT—serotonin；11-KT—11-ketotestosterone.圖1 下丘腦-垂體-性腺軸與下丘腦-垂體-腎間組織軸的關系[41]Fig.1 Diagram of the relationship between hypothalamus-pituitary-gonadal (HPG)axis and hypothalamus-pituitary-interrenal (HPI)axis[41]

參與HPG和HPI軸相互作用的神經遞質主要包括去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)、精氨酸催產素(arginine vasotocin，AVT)、多巴胺(dopamine，DA)、血清素(serotonin，5-HT)、親吻素(kisspeptin)和褪黑素(melatonin，MEL)等。其中，NE能影響促性腺激素釋放激素(gonadotropin-releasing hormone，GnRH)的釋放和促性腺激素(gonadotropins，GtHs)的產生[44]，且對促腎上腺皮質激素釋放因子(corticotropin-releasing factor，CRF)具有調控作用[45]。AVT與哺乳動物精氨酸加壓素(arginine vasopressin，AVP)同源，是研究魚類行為及性轉變所關注的主要激素[46]。對于群居性雌雄同體的魚類，一個社會群體中功能性雄性死亡后，可能會使體型較大的雌魚下丘腦中的AVT和NE水平上升，造成雌魚性轉變為雄性[47]。這些快速的神經化學變化反過來也影響了GnRH和促黃體生成素(luteinizing hormones，LH)的釋放，促進魚類卵巢細胞凋亡并提高皮質醇水平[43]。一般認為，腦中NE活動增加會導致血清皮質醇水平快速上升，而5-HT的減少會消除NE對AVT信號的抑制，使魚類在性腺改變的第一階段維持高皮質醇水平[43]。Kisspeptin是一種下丘腦神經肽，研究發現，在雌性大鼠中，位于下丘腦弓狀核區的Kisspetin細胞和糖皮質激素受體(glucocorticoid receptor，GR)共表達[48]，推測GR是HPI和HPG軸間聯系的紐帶，環境信號因子能通過HPI軸作用于GR來影響HPG軸[49]。MEL對魚類的晝夜節律、血壓和季節性繁殖具有調控作用。研究發現，MEL和NE能瞬時調節GnRH產生，以促進LH的生成，啟動性轉變[50]。隨后皮質醇和促性腺激素抑制激素(gonadotropin-inhibitory hormone，GnIH)增加，進而抑制GnRH和GtHs信號傳導。在這些因素的共同作用下，魚體內皮質醇水平增加。皮質醇通過抑制E2合成所必需的cyp19a1a(cytochrome P450，family 19，subfamily A，polypeptide 1a)基因轉錄，來調控E2的合成和雌性相關基因的表達，導致卵巢退變為精巢[42-43]。

3.2 皮質醇和雄激素合成通路間的交互作用

與哺乳動物不同的是，硬骨魚類最主要的雄激素不是睪酮(testosterone)，而是11-KT。11-KT的合成與皮質醇的合成、代謝過程間存在交互關系，兩過程均有11β-羥化酶(11β-hydroxylase，Cyp11b)和11β-羥基類固醇脫氫酶(11β-hydroxysteroid dehydrogenase，Hsd11b)參與催化(圖2)。睪酮在Cyp11b催化下轉化為11β-羥基睪酮(11β-OH-testosterone)，11β-羥基睪酮在Hsd11b催化下轉化為11-KT[42，51-52]。同樣，11-脫氧皮質醇(11-deoxycortisol)在Cyp11b催化下轉化為皮質醇，后皮質醇在Hsd11b催化下代謝為可的松[32，42]。

DHEA—dehydroepiandrosteron；OH—hydoxy.圖2 硬骨魚類類固醇激素合成[42，52]Fig.2 Schematic representation of steroidogenesis in teleost fishes[42，52]

皮質醇也可通過調節編碼Hsd11b的hsd11b2(hydroxysteroid 11-beta dehydrogenase 2)基因表達，調控魚類11-KT的生成，進而影響魚類性別分化與性轉變。有研究發現，在皮質醇誘導博納里牙漢魚雄性化的過程中，hsd11b2表達上調。有趣的是，睪酮和11-KT的升高要先于cyp19a1a基因表達量的下降[32]。對斜帶石斑魚的研究中也發現了類似的現象，腹腔注射皮質醇(50 mg/kg體質量)能夠使hsd11b2表達迅速上調，11-KT水平隨之升高，編碼Cyp11b的cyp11b2(cytochrome P450 family 11 subfamily B member 2)基因表達上調和cyp19a1a基因表達下調均發生在11-KT升高之后[22]。由此推測，在一些魚類性別分化與性別轉變過程中，皮質醇可通過直接調控雄激素合成相關基因表達的方式來提高11-KT水平，進而激活雄性化通路。在雄性通路被激活后，雌激素合成相關的通路則被抑制。

3.3 皮質醇調控魚類性別相關基因的轉錄

皮質醇可通過先與糖皮質激素受體結合，再與應答基因啟動子區域內的糖皮質激素反應元件(glucocorticoid response elements，GRE)結合，直接控制性別相關靶基因轉錄進而調控魚類性別轉變。一些硬骨魚類的cyp19a1a、fshr(follicle stimulating hormone receptor)和dmrt1(double-sex and mab-3-related transcription factor 1)基因啟動子區域存在GRE[25，53-54]，皮質醇-糖皮質激素受體復合物能通過與這些基因上的GRE作用，對魚類性別開展調控。除此之外，皮質醇還能通過其他未知方式調控性別相關基因的轉錄。盡管在魚類的抗苗勒氏管激素amh(anti-Müllerian hormone)基因上未發現GRE，但皮質醇卻可以通過調控amh表達影響魚類性別。

3.3.1 皮質醇抑制cyp19a1a的轉錄 在魚類中，睪酮是E2合成的原料[55]。睪酮可以在性腺芳香化酶P450aromA(由cyp19a1a基因編碼)和腦芳香化酶P450aromB(由cyp19a1b基因編碼)的作用下，轉化為E2。cyp19a1a的下調可啟動魚類雌性向雄性轉變[41]。有研究發現，皮質醇-糖皮質激素受體復合物能通過與cyp19a1a的啟動子區域GRE結合，抑制cyp19a1a的表達，進而阻礙E2產生，造成睪酮在未分化的性腺中積累[56]。對處于性別分化過程中的青鳉進行皮質醇處理發現，皮質醇通過抑制cyp19a1a的表達來阻礙E2合成，進而阻礙性腺向卵巢分化[57]。在對褐牙鲆體外試驗中發現，皮質醇通過與cyp19a1a基因啟動子區域的GRE結合，直接抑制該基因轉錄[3]。此外，在條紋鋸鮨[21]、蝦虎魚(Gobiodonhistrio)[53]的cyp19a1a上也發現了GRE。

3.3.2 皮質醇調控fshr和dmrt1的轉錄 除cyp19a1a外，在青鳉fshr、dmrt1啟動子區域也發現了GRE序列，皮質醇可能通過作用于這兩個基因對性別分化產生影響。促卵泡激素(follicle-stimulating-hormone，FSH)是一種促性腺激素，通過與促卵泡激素受體(follicle-stimulating hormone receptor，FSHR)結合發揮作用。FSH與魚類的性別分化相關，對性別分化期間的斜帶石斑魚進行FSH注射可加速性腺分化和發育，但長時間FSH注射會誘導性腺向雄性分化[58]。在對青鳉的研究中發現，高溫(33 ℃)誘導青鳉雄性化可能是由皮質醇介導的，皮質醇-糖皮質激素受體復合物通過與負責編碼FSHR的fshr基因啟動子區域的GRE結合發揮作用[25]，導致青鳉雌雄激素失衡，產生雄性化[56]。

Dmrt1在魚類精巢分化中具有重要的作用。青鳉性別決定基因dmrt1bY是由位于常染色體的dmrt1經復制、轉座到Y染色體形成的，是調控青鳉精巢發育的主導因子。最近，Adolfi等[54]對皮質醇誘導青鳉雄性化機制的研究發現，青鳉常染色體dmrt1啟動子區域存在GRE，推測在青鳉幼魚早期發育階段，皮質醇激活了dmrt1基因，使dmrt1接管雄性決定基因dmrt1bY，造成雌魚的雄性化。

3.3.3 皮質醇上調amh的表達 在哺乳動物胚胎形成時期，抗苗勒氏管激素通過與受體(anti-Müllerian hormone receptor type 2)結合，阻礙苗勒氏管發育為子宮和輸卵管[59]。硬骨魚(除鱘外)無抗苗勒氏管，但在性腺體細胞中仍能檢測到抗苗勒氏管激素amh基因的表達[60]。在硬骨魚(除青鳉外)中，amh參與雄性的性別分化和雌性的卵泡發育，且表達具有性別差異性，雄性生殖腺中amh的表達水平普遍較高[61]。amh主要作用于精巢分化的早期階段，通過抑制性腺中生殖細胞增殖和類固醇生成以促使魚體雄性化[41]。盡管未在硬骨魚類的amh上發現GRE結合位點，但發現高皮質醇水平能造成一些魚類性腺中amh轉錄水平上調，如博納里牙漢魚[19]、斜帶石斑魚[22]及新西蘭背唇隆頭魚(Notolabruscelidotus)[62]等。

性腺中生殖細胞與體細胞的數量比例與魚類的性別分化也相關，生殖細胞缺失能夠造成雌魚雄性化，性腺生殖細胞過量則會激活雌性相關通路[42]。在性別決定期間，環境壓力造成了一些魚類皮質醇水平上升，隨后皮質醇通過上調amh表達來抑制雌性性腺中生殖細胞增殖，最后造成魚類個體的雄性化轉變[63]。Goos等[64]研究發現，哺乳動物精巢的生殖細胞上存在GR，這有助于揭示皮質醇作用于生殖細胞的可能途徑，但在魚類生殖細胞中還未發現GR。有學者認為，amh可能是cyp19a1a的抑制因子，在斑馬魚中高水平的amh往往伴隨著低水平的cyp19a1a[65]。如高溫(36 ℃)條件下，尼羅羅非魚中amh表達水平迅速升高，cyp19a1a表達下降[66]。由此推測，高皮質醇水平可能通過上調amh抑制cyp19a1a表達或激活雄性特異性表達途徑，促進一些魚類的雄性化轉變。

4 存在問題及展望

魚類的性別決定與分化具有多樣性和可塑性，是極為復雜的生物學過程，沒有完全一致的規律。近年來，隨著基因組學、表觀基因組學、轉錄組學和蛋白質組學研究的不斷深入，以及基因控制技術的進步，魚類性別分化的研究已取得了一定進展。皮質醇是連接環境因素與魚類性別分化及性轉變的關鍵因素，對皮質醇功能和作用機制的研究，已成為了解魚類環境性別調控機制不可或缺的部分，但目前在該方面的研究還不夠深入，未來應圍繞以下問題重點開展研究。

1)深入開展皮質醇誘導魚類雄性化的作用機制研究?？山Y合多組學聯合分析、離體或在體試驗及基因敲除等手段，深入探究皮質醇調控魚類性別的信號通路及作用機制。

2)闡明皮質醇與表觀遺傳因子間的相互關系。隨著不斷發現更多性別差異的非編碼RNA，未來可基于DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA調控等表觀遺傳手段，詳細探明皮質醇與魚類的表觀遺傳互作模式。

3)充分解析皮質醇影響魚類雌性化的作用機制。選擇雌雄同體雄性先熟的魚類開展相關研究，解析皮質醇對卵巢分化的影響規律，最終闡明皮質醇影響魚類雌性化的作用機制，全面地揭示皮質醇在調控魚類性別分化與性轉變過程中的作用。