Abstract Nutrient transfer from mother to the embryo is essential for reproduction in viviparous animals. In the viviparous teleost Xenotoca eiseni belonging to the family Goodeidae, the intraovarian embryo intakes the maternal component secreted into the ovarian fluid via the trophotaenia. Our previous study reported that the epithelial layer cells of the trophotaenia incorporate a maternal protein via vesicle trafficking. However, the molecules responsible for the absorption were still elusive. Here, we focused on Cubam ( Cub ilin- Am nionless) as a receptor involved in the absorption, and cathepsin L as a functional protease in the vesicles. Our results indicated that the Cubam receptor is distributed in the apical surface of the trophotaenia epithelium and then is taken into the intracellular vesicles. The trophotaenia possesses acidic organelles in epithelial layer cells and cathepsin L-dependent proteolysis activity. This evidence does not conflict with our hypothesis that receptor-mediated endocytosis and proteolysis play roles in maternal macromolecule absorption via the trohotaenia in viviparous teleosts. Such nutrient absorption involving endocytosis is not a specific trait in viviparous fish. Similar processes have been reported in the larval stage of oviparous fish or the suckling stage of viviparous mammals. Our findings suggest that the viviparous teleost acquired trophotaenia-based viviparity from a modification of the intestinal absorption system common in vertebrates. This is a fundamental study to understand the strategic variation of the reproductive system in vertebrates. Summary statement Here, we report that an endocytic pathway is a candidate for nutrient absorption in pseudoplacenta of a viviparous teleost. The trait may have developed from common intestinal mechanism among vertebrates.

Vitellogenin (Vtg), a yolk nutrient protein that is synthesized in the livers of female animals, and subsequently carried into the ovary, contributes to vitellogenesis in oviparous animals. Thus, Vtg levels are elevated during oogenesis. In contrast, Vtg have been genetically lost in viviparous mammals, thus the yolk protein is not involved in their oogenesis and embryonic development. In this study, we identified Vtg protein in the livers of females during the gestation of the viviparous teleost, Xenotoca eiseni . Although vitellogenesis is arrested during gestation, biochemical assays revealed that Vtg protein was present in ovarian tissues and lumen fluid. The Vtg protein was also detected in the trophotaenia of the intraovarian embryo. Immunoelectron microscopy revealed that Vtg protein is absorbed into intracellular vesicles in the epithelial cells of the trophotaenia. Furthermore, extraneous Vtg protein injected into the abdominal cavity of a pregnant female was subsequently detected in the trophotaenia of the intraovarian embryo. Our data suggest that the yolk protein is one of the matrotrophic factors supplied from the mother to the intraovarian embryo during gestation in X. eiseni . To our knowledge, this is the first report of the experimental verification of mother-to-embryo substance transport in a viviparous teleost.