新疆山羊皮肤组织中MC1R·Agouti和MITF基因的差异表达研究

[目的]研究MC1R、Agouti和MITF基因在不同毛色新疆山羊皮肤组织中的差异表达，为确定其与新疆山羊毛色形成的相关性提供依据。[方法]采用实时荧光定量PCR技术，检测3种不同毛色(白色、褐色、黑色)新疆山羊皮肤组织中MC1R、Agouti和MITF基因mRNA的表达差异。[结果]MC1R、Agouti及MITF基因mRNA在不同毛色新疆山羊皮肤组织中均有表达；MC1R、MITF基因mRNA在黑色新疆山羊皮肤组织中的表达量高于褐色和白色新疆山羊(P>0.05),Agouti基因mRNA在白色新疆山羊皮肤组织中的表达量显著高于褐色和黑色新疆山羊(P<0.05)。[结论]MC1R、Agouti和MITF基因对新疆山羊毛色形成有一定影响，为今后新疆山羊毛色选育与品种改良提供了参考。     

不同毛色巴什拜羊皮肤组织中LEF1、YWHAZ及WNT2基因差异表达

【目的】研究LEF1、YWHAZ及WNT2基因表达量与毛色之间的关系,为分析LEF1、YWHAZ及WNT2基因在Wnt/β-actenin信号通路中的分子机制奠定基础。【方法】采用随机选取黑色和白色被毛的巴什拜羊各8只,采集皮肤组织,通过定量反转录聚合酶连锁反应(qRT-PCR)方法测定LEF1、WNT2及YWHAZ基因在不同毛色巴什拜羊皮肤中的表达量,并与LEF1、YWHAZ及WNT2基因转录组测序结果的FPKM值进行双向验证。【结果】LEF1基因在黑色巴什拜羊皮肤组织相对表达量是(4.66±0.59),在白色巴什拜羊皮肤组织是 (0.43±0.15);WNT2基因在黑色巴什拜羊组织相对表达量是(7.35±0.77),在白色巴什拜羊皮肤组织是(0.36±0.11);YWHAZ基因在黑色巴什拜羊组织相对表达量是 (4.44±0.57),在白色巴什拜羊皮肤组织是(1.02±0.23)。LEF1、YWHAZ及WNT2基因的转录组数据的FPKM值与qRT-PCR结果趋势一致。【结论】LEF1、WNT2及YWHAZ基因在不同毛色的巴什拜羊皮肤组织中均有表达。且LEF1、WNT2及YWHAZ基因在黑色绵羊皮肤中的表达量极显著高于白色绵羊皮肤(P<0.01),LEF1、WNT2及YWHAZ参与毛色的形成过程,可作为绵羊毛色潜在基因研究与毛色之间的相关性。     

POMC在不同毛色绵羊皮肤中的表达与定位

【目的】对不同毛色绵羊皮肤中的阿黑皮素原（proopiomelanocortin,POMC）进行定位和表达差异分析,确定POMC与毛色形成的关系,进一步丰富有关哺乳动物毛色形成机制的理论知识。【方法】选取年龄相近的雄性黑色和白色成年绵羊各3只,用取皮器分别在臀部采集皮肤组织3块,对其中一块制作石蜡切片后采用免疫组织化学法确定POMC在不同绵羊皮肤中的定位,另两块置于液氮中冻存后分别提取皮肤总RNA和总蛋白,总RNA经反转录成cDNA后,经NCBI分析比对后设计POMC特异性PCR引物,采用QRT-PCR方法检测POMC基因在mRNA水平的表达差异;总蛋白经SDS-PAGE凝胶电泳后,采用Western blotting方法加入POMC多克隆抗体检测POMC在蛋白水平的表达差异,得出的数据用SPSS19.0软件进行差异显著性分析,探讨POMC对毛色形成机制的调控作用。【结果】免疫组织化学结果显示POMC在黑色和白色绵羊皮肤中均有表达,且表达部位都位于毛囊根鞘周围和表皮的皮肤角质形成层细胞内;QRT-PCR结果显示POMC在黑色绵羊皮肤中mRNA的相对表达量为2.5004±0.2577^**,而在白色绵羊皮肤中POMC的mRNA的相对表达量为1.0032±0.0350,黑色绵羊皮肤中POMC的mRNA的相对表达量为白色绵羊皮肤的2.5倍,二者表达差异极显著（P＜0.01）;Western boltting结果显示黑色绵羊皮肤POMC蛋白水平相对表达量为1.5253±0.0426^*,而白色皮肤中POMC蛋白水平相对表达量为1.0005±0.0180,黑色皮肤POMC蛋白表达量是白色皮肤的1.55倍（P＜0.05）,两者差异显著。【结论】试验表明POMC可在黑色和白色绵羊皮肤中正常表达,且其表达位置一致,但POMC在不同毛色绵羊皮肤组织中mRNA和蛋白的表达水平存在一定的差异,表明POMC的表达量变化会在一定程度上影响毛色的生成。     

内皮素受体在不同毛色绵羊皮肤中的表达和定位分析

 【目的】研究内皮素受体A和B(endothelin receptor A and B, EDNR A and B)在绵羊皮肤中的表达与定位,以及在不同毛色中的差异比较,探讨其在绵羊毛色形成中的作用及其相关机制。【方法】以不同毛色的成年绵羊为研究对象(设黑色毛和白色毛两组),用RT-PCR法检测EDNR基因在不同毛色皮肤中的表达,并使用实时荧光定量PCR技术分析不同毛色绵羊皮肤EDNR基因的相对表达量,采用免疫组织化学法和Western blot法对EDNR在绵羊皮肤中的表达进行定位和定量分析。【结果】荧光定量PCR结果显示黑色绵羊中EDNRA的相对表达量是白色绵羊的1.2648倍,EDNRB的则是1.8248倍;Western blot结果显示,皮肤组织粗蛋白提取物中含有EDNR蛋白,且受体A在黑白两组皮肤中表达不显著(P＞0.05),受体B在黑色组的表达显著高于白毛组(P＜0.05);免疫组化实验结果显示,EDNR蛋白在两组皮肤的表皮和毛囊中均有表达,通过光密度分析,受体A在黑毛皮肤各处细胞中的表达显著高于白毛皮肤,受体B则在除毛根鞘之外的其它两处细胞中表达显著高于白毛皮肤(P＜0.05)。【结论】实验结果提示,EDNR参与绵羊皮肤黑素细胞的生成,且两受体作用效应存在差异。     

不同毛色獭兔皮肤中黑色素沉积及毛囊发育规律

旨在研究不同毛色成年獭兔在毛囊再生过程中皮肤黑色素沉积以及毛囊发育规律。选用2月龄黑色、白色、青紫蓝色、海狸色、蛋白青色和蛋白黄色獭兔各3只,分成6组,定期采集不同生长时期(拔毛后第7天、14天、21天、28天和35天)的皮肤组织,制作石蜡切片。利用光学显微镜观察不同时期皮肤中黑色素含量及毛囊生长情况,并利用Simple western全自动蛋白表达分析技术检测黑色素合成的限速酶-酪氨酸酶(Tyrosinase,TYR)在拔毛后不同时期獭兔皮肤组织中的蛋白表达水平。结果发现,拔毛后7～21 d,毛囊处于生长期;21～28 d,毛囊由生长期进入退化期;在35 d左右时,毛干脱落,毛囊处于休止期。不同毛色獭兔的毛囊均分布在皮肤真皮层中,且不同时期毛囊在真皮层中的深浅不同;不同毛色獭兔皮肤组织在不同时期黑色素含量不同,均在14～21 d黑色素沉积量达到最高,28～35 d时,沉积量逐渐减少;TYR蛋白在不同时期的不同毛色皮肤组织中均表达,且均在21 d时表达水平最高。由此表明,毛囊再发育过程中,经历生长期、退化期和休止期。在不同时期不同毛色獭兔皮肤组织中黑色素含量变化趋势一致,黑色素合成的限速酶TYR在不同毛色獭兔皮肤中蛋白表达水平均最高,与黑色素沉积情况一致。     

如何选择獭兔品种的标准色型

獭兔的色型是区别不同獭兔品系的重要标志,也是獭兔选种时必须考虑的一个因素。同时还是鉴定獭兔毛色纯正和商品价值的主要标准。据报道,目前獭兔色型多达20余种。1.白色獭兔。白色獭兔全身被毛洁白,没有任何污点和杂色毛,是一种较珍贵的毛色类型,在毛皮加工业很受欢迎。白色獭兔眼睛呈粉红色,爪为白色或玉色。凡被毛带污色、黄色、锈色或带有其他杂毛者,都属于缺陷。2.黑色獭兔。黑色獭兔全身被毛纯黑,不带其他颜色。黑色獭兔眼睛呈黑褐色,爪为暗色。凡被毛带褐色、棕色、锈色、白色斑点或杂毛者,均属缺陷。3.红色獭兔。红色獭兔全身被毛呈…     

獭兔CREB1基因的编码区克隆、生物信息学及表达规律分析

利用分子克隆技术和生物信息学方法,对獭兔CREB1基因编码区序列(coding sequence,CDS)进行克隆和生物信息学特征分析,同时比较其在不同毛色獭兔的皮肤组织中的表达水平差异。结果表明,CREB1基因CDS长984 bp,共编码327个氨基酸,在不同的哺乳动物中具有较高的同源性,系统进化情况与其亲缘关系远近一致。经Hopfield、Swiss-model等预测发现,CREB1基因编码蛋白为亲水蛋白质,其二级结构包含α螺旋(h) 33. 33%、无规则卷曲(c) 44. 95%、延伸链(e) 21. 71%;三级结构为1条简单的螺旋链。荧光定量PCR结果显示,CREB1基因在黑色獭兔和青紫蓝色獭兔皮肤组织中的表达量极显著高于白色獭兔(P 0. 01),且在黑色獭兔中表达量最高。该结果为进一步探索CREB1基因在哺乳动物毛色形成过程中的功能奠定了基础。     

黔北麻羊毛色差异主要调控基因及其通路分析

【目的】明确调控黔北麻羊毛色差异的候选基因及其通路,为揭示黔北麻羊特征毛色的形成机制提供理论依据。【方法】以1岁黔北麻羊公羊为研究对象,分别采集其肩部黑色羊毛下的皮肤组织块和腹部白色羊毛下的皮肤组织块,以RNA为模板合成双链cDNA,经末端修复等处理后进行PCR富集构建cDNA文库,采用Illumina HiSeqTM...     

藏绵羊不同毛色皮肤组织miRNA表达谱及靶基因分析

【目的】藏绵羊又称藏系绵羊,是中国三大粗毛羊品种之一,主要分布在西藏及其毗邻的高寒牧区,如青海、甘肃、四川、云南等地。藏绵羊由于其被毛纤维粗长,毛质细腻且保暖性好,是制造藏式地毯的上好原料。而毛色作为一种重要的经济性状,同时制约羊毛的经济价值。然而,目前对于绵羊毛色的分子调控机制尚不明确,以藏绵羊为研究对象,对其不同颜色皮肤组织（黑色和白色）进行转录组测序,旨在探讨miRNA在藏绵羊不同毛色皮肤组织转录后水平中发挥的作用及其可能参与的调控通路。【方法】选取2只具有黑白花毛色的健康藏绵羊,减去体侧被毛使皮肤完全裸露并用75%酒精消毒处理,屠宰后快速切取皮肤组织并保存在组织样品保存液中防止RNA降解,提取RNA后通过miRNA测序和生物信息学分析,获得藏绵羊不同毛色（黑色和白色）皮肤组织miRNA表达谱,筛选组织差异表达miRNA并预测相关靶基因。通过靶基因分析,获得与调控藏绵羊毛色性状可能相关的信号通路。【结果】黑色和白色皮肤组织共获得85.76兆条原始读长,经过滤后得到85.08兆条clean reads;共鉴定出334个已知的miRNA和59个新的miRNA;从中获得23个差异表达miRNA,其中14个差异表达miRNA在白色皮肤组织中表达显著上调,9个表达下调。miR-2284b和miR-744仅在藏绵羊白色皮肤中表达,而miR-23b、miR-411a-5p、miR-30c、miR-423-3p和miR-324-5p则仅在藏绵羊黑色皮肤中表达,但表达量相对较低。表达量最高的miRNA为miR-10a,而倍数差异最大的为miR-23b。其中,miR-10a可参与调节多种信号通路,其作用涉及增殖、分化、凋亡、细胞粘附等各个方面,目前并无调控绵羊毛色方面的相关报道,但其功能及作用机制的研究仍在不断扩展。miR-23b则与Wnt、Notch等信号通路有关,这些信号通路中的部分基因也和黑色素的生成有密切关系。结合倍数差异和miRNA表达量分析,miR-411a-5p、miR103和miR-200b可能也和毛色调控密切相关。本研究共预测出981个靶基因可能参与毛色调控,多数基因和WNT信号通路、MAPK通路、EDNRB信号通路及黑素原生成通路（melanogenesis pathway）相关,其中黑素原生成通路显示和WNT信号通路、KIT信号通路及EDNRB信号通路相互关联。黑素原生成通路显示藏绵羊不同毛色可能最终通过MITF基因调控下游的TYR基因（酪氨酸酶基因）影响黑色素的合成。同时,筛选7个差异表达miRNA进行定量验证,结果表明,5个miRNA在黑色皮肤组织中上调表达,2个miRNA在白色组织中上调表达,定量结果与测序结果一致。【结论】获得了藏绵羊皮肤组织miRNA表达谱,并通过生物信息学分析得到可能和调控毛色性状相关的miRNA和信号通路。这些结果表明,藏绵羊毛色性状可能受到多种miRNA的调控并涉及多个信号通路,这有助于更进一步了解毛色转录后水平的调控过程,并对进一步的功能验证奠定基础。     

一氧化氮合酶异构体在不同毛色羊驼皮肤毛囊中的存在差异

【目的】研究羊驼皮肤毛囊中一氧化氮合酶(nitric oxide synthases,NOS)的存在差异。【方法】Dopa染色定位黑色素细胞;利用免疫组化和免疫印迹技术对不同毛色羊驼皮肤毛囊中NOS进行定位与定量分析,分析NOS在不同毛色羊驼皮肤毛囊中表达的差异。【结果】Dopa染色显示黑色素细胞存在于羊驼毛囊鞘和毛乳头中。免疫组化结果显示3种NOS在白毛组和棕毛组皮肤毛囊中均有阳性产物。NOS1和NOS3表达呈弱阳性,NOS2表达呈强阳性;NOS1在毛乳头细胞无阳性产物,在白毛组毛囊鞘细胞与棕毛组无显著差异(P0.05);NOS2在棕毛组毛囊鞘细胞与白毛组无显著差异(P0.05),在棕毛组毛乳头细胞极显著高于白毛组(P0.01);NOS3在毛囊鞘细胞无阳性产物,在白毛组毛乳头细胞与棕毛组无显著差异(P0.05)。免疫印迹显示NOS2在棕毛组显著高于白毛组(P0.05)。【结论】NOS2参与调节羊驼毛色形成,为NO信号调节羊驼毛色形成机制的研究提供试验数据。     

黔北麻羊毛色差异皮肤组织的蛋白组学研究

【目的】开展黔北麻羊黑白毛色差异的蛋白组学分析，明确影响其毛色差异的特异性蛋白及其通路，为揭示黔北麻羊特征毛色的形成机制提供参考依据。【方法】分别采集3只黔北麻羊公羊背部黑色羊毛皮肤组织块和腹部白色羊毛皮肤组织块，通过SDT裂解法提取黔北麻羊皮肤组织蛋白并进行蛋白定量分析，然后对筛选出的显著差异表达蛋白分别进行GO功能注释分析、KEGG通路富集分析及亚细胞定位分析。【结果】通过组间比较共筛选出420个显著差异表达蛋白，与白色羊毛对照组（White）相比，黑色羊毛试验组（Black）有247个显著差异表达蛋白呈上调表达、173个显著差异表达蛋白呈下调表达，其中与形成黑色羊毛的黑色素相关蛋白共有15个，包括表皮视黄醇脱氢酶2（SDR16C5）、视黄醇脱氢酶16（RDH16）、视黄醇饱和酶（RETSAT）和角蛋白79（KRT79）等9个上调蛋白，以及蛋白激酶B （AKT）、β抑制蛋白1 （ARRB1）和分泌型卷曲相关蛋白1 （SFRP1）等6个下调蛋白。GO功能注释分析结果表明，显著差异表达蛋白注释到生物学过程、分子功能和细胞组分三大功能的51条GO功能条目上；亚细胞定位分析显示有159个蛋白定位于细胞质、128个蛋白定位于细胞核及88个蛋白定位于线粒体； KEGG通路富集分析结果表明，这些显著差异表达蛋白富集在209条KEGG通路上，其中5条通路与黑色素生成相关，分别是视黄醇代谢（Retinol metabolism）、黑色素生成（Melanogenesis）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、磷脂酰肌醇3激酶—蛋白激酶B（PI3K-Akt）和Wnt/β-连环蛋白（Wnt/β-catenin）通路。【结论】导致黔北麻羊存在黑白毛色差异的原因:一方面是参与黑色素生成通路的KRT79及参与视黄醇通路的SDR16C5、RDH16和RETSAT等蛋白表达上调，促进黑色素细胞中黑色素的生成和黑色羊毛的形成；另一方面是参与PI3K-AKT通路的AKT表达下调，以及SFRP1表达下调而降低对Wnt/β-catenin信号通路的抑制，均有利于黑色素生成。