GABAergic神经元占脊椎动物中枢神经系统总神经元数目的10%-30%,其合成和分泌的Gamma-氨基丁酸(GABA)是中枢神经系统最主要的抑制性神经递质。然而,GABAergic神经元及其分泌的GABA在脊椎动物生殖中的作用及其与生殖轴核心信号分子GnRH的关系一直存在争议。
中国科学院水生生物研究所胡炜课题组利用斑马鱼作为模式生物进行研究,发现GABAergic神经元广泛分布于斑马鱼的嗅球、眼睛、大脑、垂体和脊柱(Song et al., Endocrinology, 2017)。研究表明,GnRH3神经元起源于大脑前端的嗅球,随后经端脑、下丘脑投射到垂体内,直接作用于促性腺激素分泌细胞,刺激促性腺激素的产生和分泌,进而调控生殖(Song et al., Journal of Neuroendocrinology, 2015)。斑马鱼端脑和下丘脑中的GABAergic神经元直接作用于GnRH3神经元,部分端脑中的神经元甚至同时合成分泌GABA和GnRH3。在斑马鱼胚胎发育阶段,GABA抑制GnRH3表达和GnRH3神经元迁移,负向调控生殖发育;而在性成熟阶段,GABA则刺激GnRH3神经元,促进GnRH3下游的促性腺激素信号分子表达和分泌,正向调控生殖。这是首次发现GABAergic神经元及神经递质GABA对脊椎动物生殖的双重调控作用(Song et al., Endocrinology, 2017)。相关研究成果已在Endocrinology发表。

GnRH3神经元(绿色)与GABAergic神经元(红色)在斑马鱼脑部的分布及关系。A:端脑前部同时合成分泌GABA和GnRH3的神经元;B,C:端脑腹侧GABAergic神经元直接与GnRH3神经元细胞体和轴突接触;D:下丘脑内GABAergic神经元直接作用于GnRH3神经元。