近日,我院2026年第04期(总436期)“水产讲坛”在水产楼A座105会议室举行,特邀Paul Eckhard Witten和Ann Huysseune教授作专题学术报告,报告题目分别为 “Bone first, minerals later: alternating dietary phosphorus supply increases the bone volume in the zebrafish model” 和 “The zebrafish dentition: a model in development and evolution”。Paul Eckhard Witten教授围绕骨骼形成与矿化的关系,探讨了磷摄入对鱼类骨骼发育的影响。Ann Huysseune教授围绕斑马鱼牙齿的结构与发育特征,系统探讨了鱼类牙齿发育与演化起源假说的相关内容,包括牙齿的特征、骨骼附着、替换过程、神经血管连接以及小型化等。本次讲座由水产学院副院长高泽霞教授主持。
Paul Eckhard Witten教授首先以大西洋鲑和斑马鱼为研究对象,介绍了真骨鱼对钙需求的灵活性,这种需求主要取决于饲料中的磷含量。他指出,高温环境与饲料中磷缺乏会导致鱼类骨骼畸形,因此生产中常通过增加饲料磷含量来预防畸形。然而,提高磷含量也会带来新问题,矿物质与有机物的比例上升会降低骨骼的抗拉强度,使骨骼变得脆弱。在斑马鱼模型中,低磷饮食反而能够促进骨形成,额外形成的骨骼经矿化后增加了矿化骨的总体积。他透露,实验室后续将公布动物对低磷和高磷摄入反应的更多研究结果。最后,他强调骨的形成与矿化是两个独立的过程,骨矿化由基质驱动并受细胞精细调控。

Paul Eckhard Witten教授作报告
Ann Huysseune教授的报告从真骨鱼类斑马鱼的牙齿结构切入。她介绍,斑马鱼没有口腔牙齿,仅具有位于最后一对咽弓上的咽齿。咽弓由内胚层的咽囊(即未来的鳃裂)分隔形成,而咽齿则起源于第六咽囊后方的咽上皮组织。相较于小鼠等哺乳动物,斑马鱼牙齿尺寸极小,需借助特殊成像技术进行观察。关于咽齿的发生,她指出斑马鱼咽齿的釉质器官实际上是由内胚层发育而来的。同时,咽齿的启动需要满足两个关键条件:一是内胚层需被KRT4+周皮样细胞覆盖;二是第六咽囊必须与外胚层接触后方可启动牙齿发生。关于牙齿起源,她提出了几种可能机制:囊状结构被周皮“侵入”、周皮细胞覆盖牙齿上皮、或咽部牙齿胚芽直接源于内胚层上皮等。

Ann Huysseune教授作报告
在探讨牙齿与骨骼的关系时,Ann Huysseune教授指出,牙齿可以在没有任何骨质支撑的情况下独立发育,但硬骨鱼牙齿的标准特征是其必须附着于骨骼结构之上,而这一附着骨的性质长期存在争议。关于牙齿替换,她发现不同硬骨鱼类在第一代牙齿与替换牙齿之间存在分子特征的差异;牙齿替换过程并不需要重新生成血管,但阻断血管内皮生长因子(VEGF)信号通路会延缓替换牙齿的发育,且替换位点附近血管与神经紧密相连。最后,她介绍了“微型化”现象,即器官极度缩小,在斑马鱼等硬骨鱼模型中尤为典型,并指出趋同扩展是形成微型牙齿的重要形态发生机制。

Paul Eckhard Witten教授与老师互动
本次“水产讲坛”吸引了众多师生前来聆听,现场气氛热烈,互动频繁。Paul Eckhard Witten和Ann Huysseune教授对师生提出的问题进行了耐心的解答。
【背景资料】
Paul Eckhard Witten,比利时根特大学教授,进化发育生物学(Evo-Devo)研究团队PI,国际知名动物骨骼研究专家,从事鱼类骨骼发育相关研究30余年,在PNAS等国际权威期刊,以及Biological Reviews. Journal of Bone and Mineral Research. Developmental Biology、Journal of Dental Research等骨骼发育相关杂志发表SCI论文140多篇,主编/参编学术专著10多本,多次召集国际鱼类骨骼研究大会,并4次作为主编牵头出版国际鱼类骨骼生物学(IAFSB)会议特刊。
Ann Huysseune,比利时根特大学荣誉教授,曾任生物系系主任,进化发育生物学(Evo-Devo)研究团队PI,国际知名动物骨骼研究专家,从事鱼类骨骼发育相关研究30余年,在PNAS等国际权威期刊,以Biological Reviews. Journal of Bone and Mineral Research. Dvelopmental Biology、Journal of Dental Research等骨骼发育相关杂志发表SCI论文80多篇,主编/参编权威学术专著多部,多次召集国际鱼类骨骼研究大会,在10多场国际会议上作特邀报告。