华南理工大学徐进团队揭示斑马鱼幼鱼反影伪装形成的新机制

2024年4月5日，华南理工大学医学院徐进教授实验室在Science Advances杂志上发表题为“col1a2+ fibroblasts/muscle progenitors finetune xanthophore countershading by differentially expressing csf1a/1b in embryonic zebrafish”的研究论文。该研究发现了Csf1r影响斑马鱼色素图案形成过程的新功能，揭示了Csf1-Csf1r信号是调控斑马鱼幼鱼黄色素细胞（Xanthophore）形成反影伪装的信号通路。

研究者在白光下观察发现，之前被普遍认为是散在分布的斑马鱼幼鱼黄色素细胞，呈现背侧多腹侧少的反影伪装排列方式，利用黄色素细胞的自发荧光观察后进一步确认了这一现象。研究者接下来使用黄色素细胞的标记基因gch2对反影伪装的形成过程进行了探究，结果显示，黄色素细胞从胚胎受精后24小时（24 hpf）开始从背侧往腹侧迁移，至30 hpf黄色素细胞背侧多而腹侧少的反影伪装图案形成。

研究者进一步研究发现，Csf1r的天然配体Csf1a和Csf1b具有不同的表达模式，csf1a在整体躯干广泛表达，而csf1b只局限表达在背侧躯干，这两个因子差异性地影响了黄色素细胞反影伪装的形成：csf1a突变体的腹侧缺乏黄色素细胞，而csf1b突变体的背侧黄色素细胞数量减少。在脊髓异位表达Csf1a和Csf1b后，发现黄色素细胞会往脊髓位置迁移，而这一迁移行为在Csf1r突变体中消失，提示Csf1配体通过Csf1r受体对黄色素细胞起趋化作用。通过单细胞RNA测序，研究者发现csf1a和csf1b表达富集的细胞群与Col1a2⁺成纤维细胞和肌肉前体细胞高度重合，且不同的成纤维细胞和肌肉前体细胞亚群差异性地表达csf1a和csf1b。最后，利用Ronidazole-NTR细胞消融系统对Col1a2⁺细胞进行消融后，csf1a和csf1b的表达量降低，进而导致黄色素细胞反影伪装被破坏。

综上所述，此研究表明斑马鱼躯干不同亚群的Col1a2⁺成纤维细胞和肌肉前体细胞通过差异性表达csf1a和csf1b，经由Csf1r介导的趋化吸引作用，最终引导斑马鱼幼鱼黄色素细胞反影伪装的形成。此研究揭示了一种新的反影伪装形成机制，为研究脊椎动物色素模式的形成机制提供了参考。

华南理工大学医学院博士后陈嘉豪，硕士研究生王洪高和哈佛大学医学院博士后吴淑婷为本文共同第一作者。华南理工大学医学院徐进教授为本文通讯作者。香港科技大学电子与计算机学院瞿佳男教授和加拿大卡尔加里大学卡明医学院黄鹏教授对本文研究提供了宝贵意见。