鳗鱼（Anguilla属）是全球重要的水产养殖物种，主要养殖区域位于东亚。目前，大多数工业化养殖的鱼类已经实现了人工繁殖，包括在遗传改良方面的进展。然而，鳗鱼苗的人工繁殖尚未取得商业突破。尽管日本科学家在2010年成功培育出了第二代（F2）日本鳗鱼（Anguilla japonica）的人工苗[1]、[2]，但由于幼体产量低以及与瘦头幼体养殖相关的高成本[3]，仍无法大规模生产鳗鱼苗。因此，需要进一步研究以开发相关技术和科学基础，包括优化用于亲鱼的成熟和排卵技术，以提高卵子质量。此外，作为进化上古老的硬骨鱼类，鳗鱼具有独特的特征，例如只拥有一个拷贝的cyp19a1基因[4]，这使得它们的生殖内分泌机制值得深入研究。
性甾体激素，包括11-酮睾酮（11-KT）、17β-雌二醇（E2）和17α,20β-二羟基-4-孕烯-3-酮（DHP），在雌鱼（包括鳗鱼）的卵巢发育过程中起着关键作用[5]。在大多数硬骨鱼类中，DHP被认为是触发卵细胞最终成熟的关键激素。DHP通常是通过20β-羟基类固醇脱氢酶（20β-HSD）催化17α-羟基孕酮（17OHP）的20-羰基还原为20-羟基而产生的[6]。羰基还原酶/20β-HSD（CR/20β-HSD）最初是从新生猪（Sus scrofa）的睾丸中分离出来的，并表现出20β-HSD活性[7]。后来，从虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）的卵巢卵泡中分离出了两种与猪20β-HSD高度同源的cDNA，分别命名为CR样20β-HSD A型和B型，其中A型具有20β-CR活性[8]。CR/20β-HSD的同源物也在欧亚鳊（Plecoglossus altivelis）、鲶鱼（Clarias gariepinus）和尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）中被克隆出来；然而，进一步研究表明，它们将17OHP转化为DHP的转化率非常低[9]、[10]、[11]。同时，斑马鱼（Danio rerio）的hsd20b2参与了皮质醇的代谢，但尚未研究其在将17OHP转化为DHP中的作用[12]。此外，CR/20β-HSD在虹鳟鱼和斑马鱼的所有组织中广泛分布，不适合在短时间内快速大规模合成DHP[8]、[12]。随后，从马苏鲑（Oncorhynchus masou）中鉴定出了将17OHP转化为DHP的基因hsd17b12L[13]。在其他鱼类物种中也发现了hsd17b12L的类似功能，包括Acipenser schrenckii[14]和Anguilla japonica[15]。最初，17β-HSD12被认为仅参与脂肪酸代谢。然而，后续研究表明，该基因在类固醇代谢中也起着重要作用，能够催化雌酮（E1）转化为E2[16]。我们的研究表明，在鳗鱼中hsd17b12a具有很强的合成睾酮（T）和E2的能力，并参与日本鳗鱼中11-KT的生成[15]、[17]。我们之前的研究还发现，在卵细胞成熟过程中hsd17b12a的表达水平显著增加，而hsd20b2的表达水平逐渐下降[18]。此外，日本鳗鱼hsd17b12L的20β-HSD活性很强，转化率超过20%，低于O. masou和A. schrenckii[13]、[14]、[19]。因此，我们假设鳗鱼的hsd17b12a可能也具有20β-HSD活性，类似于hsd17b2L。尽管17β-HSD1和17β-HSD3传统上被认为是负责E2和T合成的主要酶[5]，但在卵泡成熟过程中hsd17b1和hsd17b3的表达水平低于hsd17b12。因此，我们推测17β-HSD12也可能作为生成E2和T的主要酶。
为了阐明hsd17b12a的表达特征、其在性甾体激素合成中的作用以及其在日本鳗鱼中的调控机制，我们通过定量实时PCR（qRT-PCR）分析了不同发育阶段的各种组织和卵巢卵泡中hsd17b12a的表达模式。通过构建hsd17b12a的表达质粒，在体外分析了17β-和/或20β-CR活性，并通过体外培养迁移核（MN）阶段的卵泡研究了上游促性腺激素对hsd17b12a转录和表达的调控作用。本研究的结果深入揭示了性甾体激素的代谢途径，并阐明了hsd17b12a的生殖内分泌调控机制，有助于优化人工成熟和排卵并提高卵子质量。
