芳香化酶抑制剂在家禽性别控制中的应用

⑧中同采禽２００４年第２６－卷ｇ１３期芳香化酶抑制剂ＣｈｉｎａＰｏｕｌｔｒｙＶ０１．２６，Ｎｏ．１３．２００４王利兵１，王守勋２，张伟３（１山西省生物制品厂，山西太谷０３０８００；２山西农大动物科技学院０３０８０１；３．山西省肉种鸡场，山西太原０３００３２）动物的性别控制一直是科研人员追求的目标。哺乳动物性别控制已取得了很大的进展，而禽类的性别控制尚未显示出象哺乳动物那样的光辉前景。禽类的性别控制包括遗传上的控制和表型诱导。在遗传方面，鸡的性比不存在遗传差异，所以不能通过遗传选育获得某类性别占优势的鸡群体；在表型诱导下，长期以来，人们用雌激素或雄激素分别处理鸡、鸭等家禽，并表明类固醇激素（尤其是雌激素）在禽类的性别分化过程中起着重要的作用。但是许多实验证实这样性反转的母禽不稳定，很快又恢复到其本来的雄性。１９９２年有学者用一种芳香化酶的抑制剂处理鸡胚使孵出的雏鸡１００％转化为雄性，又给家禽性别诱导的研究带来了新的希望。１芳香化酶抑制剂的作用机理及种类禽类的生殖活动是由外部环境因素和神经内分泌双重调节的。下丘脑、脑垂体和性腺通过相互调节，促进和制约着禽类生殖细胞的发生、性别分化和性腺发育成熟及其繁殖活动。如下丘脑产生促性腺激素释放激素（ＧｎＲＨ）刺激脑垂体分泌促性腺激素（ＧｔＨ）作用于性腺，促使性腺组织产生类固醇激素直接作用于生殖细胞，引起生殖细胞发育成熟和排卵。同时，类固醇激素也会反馈抑制ＧｎＲＨ和ＧｔＨ的分泌。在类固醇激素的代谢过程中，需要多种酶参与催化，其中一种酶称为芳香化酶（ａｒｏｍａｔａｓｅ）起着关键作用。该酶已被确定在鸡的１号染色体上。芳香化酶是细胞色素Ｐ一４５０酶系的一种，由血红蛋白和黄体蛋白构成，它能将雄激素的Ａ环芳香化，脱去１９位的ｃ原子，并将１位的羰基转化为羟基，这样就将催化雄烯二酮和睾酮等雄激素转化为雌酮和雌二醇。这一转化过程是鸟类、鱼收稿日期：２００３—０９－１４类、爬行类和两栖类等脊椎动物的性分化和性腺发育中必不可少的。所以根据芳香化酶抑制剂（ＡＩ）能阻断芳香化酶的活性，抑制雌激素的合成这一原理，用ＡＩ处理禽类，使禽类发生性反转。芳香化酶抑制剂最早应用于人类，其基本原理也是通过抑制雌激素生成，达到治疗疾病的目的。在动物目前常用的芳香化酶抑制剂有类固醇型的抑制剂。２芳香化酶抑制剂处理家禽的方法２．１涂抹胚蛋将芳香化酶抑制剂配成一定浓度的溶液，在胚蛋性分化早期（Ｍ日龄），用移液管吸取处理液（移液管事先用处理液润洗一遍），在鸡蛋长轴的１“到１／５区间以同心圆均匀地划上竖线涂抹，药物通过蛋壳，渗入禽胚发挥作用。王光瑛用１，４，９一雄烷三烯一３，１７－＂酮溶于少量丙酮中，然后用生理盐水稀释成２．５ｍｇ／ｔ和５ｍｇ／Ｌ两种质量浓度，分别涂抹孵化４日龄受精鸭蛋，雄性出雏率分别为６１．３％和６２．１％。与对照组相比无明显差异（Ｐ＞Ｏ．０５）。该结果与曹铭度用乙烯雌酚涂抹孵化２日龄的番鸭种蛋的结果（雌性出雏率７０．７％）相比，效果较差。这或许是芳香化酶抑制剂的有效剂量较低，升高浓度可能会提高雄性出生比例。２．２处理产道和精液处理母禽产道法，是将芳香化酶抑制剂于输精前经泄殖腔向输卵管灌注，隔日重注一次，输液后，第二天收集种蛋。处理公禽精液法，是将采集的公禽新鲜精液，用芳香化酶抑制剂稀释，然后进行人工授精，每隔三、四天输精一次，第二天收集种蛋。王光瑛用雄烷二酮配制两种浓度溶液处理番鸭产道和稀释精液，处理产道组雄性出生比例分别为７０．２％和８０．６％，处理公

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方数据鱼塑竺竺！竺生●参ＣｈｉｎａＰｏｕｌｔｒｙＶ０１．２６，Ｎｏ．１３．２００４鸭精液组雄性出生率高达８３．３％和８５．４％，比经活性抗原物质配制成的性控液处理公鸭精液的实验结果（７０％）高十几个百分点。２．３胚蛋注射在性分化前的胚蛋气室外侧钻一小孑Ｌ，将现配的芳香化酶抑制剂溶液用注射器注入胚蛋，然后用石蜡封孔，放人孵化器继续孵化。Ｅｌｂｒｅｃｈｔ和Ｓｍｉｔｈ（１９９２）用芳香化酶抑制剂（１４一氰苯一５，６，７，８一四氢咪唑一１，５ｃｔｐ比啶酸盐）以不同剂量注射到５日龄的鸡胚中，当剂量Ｉ＞０．１ｍｇ时可使孵出的遗传为雌性的雏鸡１００％转化为雄性，并有一半以上的性转化鸡继续发育至性成熟。性反转的公鸡从组织学上观察，有两个睾丸，但比正常者稍小，形态不规则：睾丸内有精子发生，但精子数少。对其中一只性转化公鸡分别在７月龄和２４月龄进行了受精率测定，虽表现正常的交配行为，但无一卵受精。张才乔等（１９９８）对孵化器孵育３天的鸡胚注入０．１ｍｇ的芳香化酶抑制３１１Ｆａｄｒｏｚｏｌｅ，并继续孵育至出雏，结果也得到遗传为雌性的鸡其表现型转化成雄性，即具有与公鸡相似的体形、冠、肉髯和羽毛，又具有双侧睾丸。在用ＰＣＲ法对三只性反转鸡检测时发现，它们均有ｗ精子产生，而且两侧睾丸内均有精子。除发现有ｗ精子外，还发现有些精子细胞和精原细胞也含有ｗ基因。这些性反转鸡左侧性腺均为卵巢结构，并没有受到ＡＩ作用的明显影响。３讨论众所周知，脊椎动物的早期胚胎中具有两性潜能的中性生殖腺最终会分化成一种性别的生殖腺。禽类未分化性腺向睾丸或卵巢的发育依赖于芳香化酶的活性。禽胚胎发育的早期，芳香化酶在雌性性腺的左侧和右侧表达，而雄性的表达量最低，在整个性腺分化期都有着芳香化酶的这种性别间的差异表达。所以芳香化酶抑制剂能使雌性性腺发生反转，而对雄性睾丸无抑制作用。在目前采用几种芳香化酶抑制剂处理方法中，胚蛋注射法优于涂抹法、处理产道及精液法。虽然胚蛋注射法能获得较高的雄性率，但性反转禽类不能通过正常交配而获得后代。在正常的性别发育中，遗传性别、性腺性别、附属生殖器官的性别和第二性征是一致的。由于对早期的胚胎使用ＡＩ处理，结果破坏了这种正常性别发育的一致性，导致异常性别的发育，在一定程度上使遗传性别、性腺性别、附属生殖器官的性别和第二性征向相反方向发展。张才乔等用ＡＩ处理鸡胚虽然使家禽性别发生反转，并且第二性征发生了变化，用ＰＣＲ法对三只性反转鸡检测时发现，它们均有ｗ精子产生，但与母鸡交配后无一卵受精。这与刘宜洞等（１９８０）报道的用一只自然变性的公鸡与芦花母鸡及澳洲黑母鸡交配，杂种蛋的受精率相当高，但孵化率很低。大多在孵化晚期和雏鸡时死亡，结果并不一致。Ｋａｇａｍｎ（１９９５）为检测携带ｗ染色体精子的受精能力，将精液中检测到的ｗ染色体的嵌合体公鸡与性连锁白化病母鸡交配，未得到白化病雌性后代，由此推断出ｗ精子不具受精能力，原因可能是第一次减数分裂产生的Ｗｗ型精细胞不能完成精子发生过程。所以人工性反转的公鸡其生理变化与自然性反转还有一定的区别。４展望许多研究已证明芳香化酶广泛存在于大多数脊椎动物的脑和垂体中，通过应用抗胎盘芳香化酶和鹌鹑芳香化酶的克隆抗体的免疫学方法研究鸟类大脑获得了芳香化酶的分布和芳香化酶免疫活性细胞分布。这将有助于深入了解芳香化酶对动物生殖生理活动的调节作用，同时把芳香化酶抑制剂对家禽性分化作用机制的研究推向深入。芳香化酶抑制剂能抑制雌激素的产生，从而使右侧性腺朝着睾丸方向发展，但其机理尚不清楚。用ＰＣＲ法检测性反转鸡性腺，获得了ｗ精子，但目前还无法了解ｗ型生殖细胞在睾丸中形成精子的机制，怎样辨别携带ｗ染色体的精子，它们是否有活性，能否与卵细胞受精，若能受精，这样的胚能发育到什么程度，还有待进一步研究。但ｗ精子的获得为今后进行人工受精或精子显微注射打下了基础。口

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