鸟类拥有独特的皮肤附属物，称为羽毛，它们来自皮肤细胞的最外层。羽毛对飞行、调节体温、保护自己免受外界刺激以及交配行为等多种功能都很重要。鸟类羽毛的性别特异性发育以及区分雄性和雌性的鲜艳羽毛图案(也称为性别二态性)引起了全球研究界的兴趣。

研究为鸡羽毛的性别二态性提供了分子见解

先前的科学报告表明雌激素和甲状腺激素在羽毛形成中起着作用。然而，这两种激素之间的潜在分子机制和关系仍然未知。为了阐明鸡羽毛性别差异背后的激素相互作用，来自日本的一组研究人员现在进行了一系列先进的创新基因表达实验。

该研究小组由日本冈山大学环境、生命、自然科学与技术研究生院的竹内荣教授领导，并得到了日本冈山大学环境、生命、自然科学与技术研究生院博士生福地响的大力协助。他们的研究成果于 2024 年 10 月 1 日发表在《普通与比较内分泌学》上。

谈及这项研究的动机，竹内教授表示：“促黑素细胞激素 (MSH) 由脑垂体中叶分泌，负责调节大多数脊椎动物的体色。然而，由于缺乏中叶，鸟类被认为缺乏 MSH。我们的研究团队已记录并证明，鸟类会产生和利用 MSH 来调节羽毛的发育。”

最初，研究人员给公鸡注射雌激素 (E2) 胶囊，诱导接受 E2 治疗的公鸡长出雌性羽毛，并明显出现羽小枝。此外，他们还研究了甲状腺激素激活/失活系统在鞍羽性别二态性中的作用。

为此，竹内等人利用RT-PCR分析研究了再生羽毛毛囊RNA(核糖核酸)中甲状腺激素激活剂DIO2(2型脱碘酶)和甲状腺激素失活剂DIO3(3型脱碘酶)等特定基因的表达。此外，还观察到羽枝特异性标记物BlSK1(羽枝特异性角蛋白1)和红/黄黑色素诱导剂ASIP(刺豚鼠信号蛋白)的表达。

结果表明，E2处理抑制了DIO3和ASIP的表达，同时刺激了BlSK1的表达，从而影响了羽毛的整体结构和颜色。最后，研究人员通过施用甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)评估了甲状腺对性别二态性的影响。

他们发现，给鸡注射 T4 会增加 BlSK1 和 POMC(阿片黑素原)的表达，后者是 MSH 的前体，可诱导黑色/棕色黑色素，从而产生纯黑色羽毛。用 T3 处理培养的牙髓细胞(从翅膀羽毛中分离)可增加 POMC 的表达。

竹内教授表示：“通过了解由激素驱动的性别二态性和性别差异，我们不仅试图增强对生物多样性的了解，而且还为建立一个更加包容和接受性少数群体和性别少数群体的社会做出了贡献。”毋庸置疑，这种理解会培养同理心并促进社会凝聚力，通过鼓励对多样性的更大容忍和理解，使整个社会受益。

总之，这些研究结果揭示了导致鸡羽毛性别二态性的激素依赖性分子机制，同时强调了自古以来鸡在日本社会中所具有的文化意义。