塔里木马鹿鹿茸VEGF基因克隆及其在不同鹿茸组织中的表达研究

试验旨在从塔里木马鹿鹿茸顶端组织中克隆血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）的编码序列,分析其分子特性及其在鹿茸组织中的表达情况。本研究采用改良的Trizol法提取鹿茸顶端组织总RNA,以RT-PCR方法获得VEGF基因,回收纯化后连接到pMD18-T载体,转化大肠杆菌DH5α感受态细胞并鉴定,利用免疫组化法确定VEGF蛋白在塔里木马鹿鹿茸顶端组织茸皮层、间充质层和软骨层中的表达水平。结果显示,VEGF基因开放读码框（ORF）全长为648 bp,编码216个氨基酸。通过其序列比对和进化分析发现,塔里木马鹿茸中VEGF与人、牛、羊、猪的VEGF核苷酸序列同源性分别为98.75%、96.55%、97.58%和97.56%,其中与人VEGF同源性较高。免疫组化试验表明,塔里木马鹿VEGF蛋白在间充质、茸皮层和软骨中均有表达,但无明显表达差异。说明塔里木马鹿鹿茸可能会是人类研究再生医学和血管相关疾病的理想模型,同时,本研究为不同发育期塔里木马鹿鹿茸再生干细胞比较蛋白质组学研究提供了基础试验数据。     

原癌基因c-fos在塔里木马鹿茸组织中表达特性的研究

为探讨原癌基因c-fos对鹿茸生长的调控作用,采用3头成年塔里木马鹿Cervus elaphus生长期为30、60d的新鲜鹿茸,剖分成茸皮层、间充质细胞层、成软骨细胞层和软骨细胞层。首先用2种免疫组化的方法进行基因表达定位,然后通过荧光定量PCR技术对不同组织基因的表达进行定量分析。免疫组化分析结果表明,该基因在茸皮的毛囊内根鞘和毛母质及皮脂腺、动脉血管的环形平滑肌处呈阳性反应;真皮乳头层与表皮基部连接的基底层呈阳性反应。在静脉血管、神经和其他附属器反应均未观察到阳性细胞。在间充质细胞层、成软骨层和软骨层2种方法均没有观察到c-fos的阳性表达细胞。定量分析发现,c-fos基因在不同生长阶段不同组织层均有表达,且在茸皮的表达量显著的高于间充质细胞层,成软骨层和软骨层(P<0.05)。在同一生长期间充质细胞层、成软骨层和软骨层c-fos的表达量很低;生长30与60d比较,c-fos在间充质细胞层和成软骨层变化不大,在茸皮层和软骨层表现为下调表达。本研究表明c-fos基因在鹿茸快速生长期参与了茸皮干细胞的增殖与分化,并对成骨细胞的分化起着调控作用。     

细胞周期蛋白D1在梅花鹿茸角中的表达

以梅花鹿为研究对象,通过原位杂交方法对细胞周期蛋白D1（cyclin D1）在梅花鹿茸角中的表达进行了研究。结果显示,cyclin D1在梅花鹿茸角表皮层内表达极少,在茸角真皮层、间充质层及软骨层等处均有表达,但在表达强度上存在差异。在真皮层中,cyclin D1在真皮成纤维细胞中有较强的表达,在鹿茸间充质细胞中也有少量cyclin D1的表达,在鹿茸软骨层中,cyclin D1在软骨细胞中的表达量非常高,主要表达在增殖区的软骨细胞中。结果表明,cyclin D1可能在梅花鹿茸角再生过程中起重要的调控作用。     

原癌基因c-myc在塔里木马鹿茸不同生长期的表达

为探讨原癌基因c-myc对鹿茸生长的调控作用,选择3头成年塔里木马鹿生长期为30、60d的新鲜鹿茸,剖分成茸皮层、间充质细胞层、成软骨细胞层和软骨细胞层。首先用2种免疫组化的方法进行基因表达定位,然后通过荧光定量PCR技术对不同组织基因表达定量进行分析。结果显示：该基因在茸皮的毛囊内根鞘、毛母质和皮脂腺呈阳性反应,在动脉血管的环形平滑肌、真皮乳头层与表皮基部连接的基底层呈阳性反应。在静脉血管、神经和其他附属器反应均呈阴性。定量分析结果表明c-myc基因在不同生长阶段不同组织层均有表达。茸皮层从生长期30～60d,c-myc表达下调,而在其他3个组织中均上调表达;同一生长期茸皮和软骨层的表达量均高于间充质细胞层和成软骨层（P〈0.05）;不同生长期30、60d组织间基因的表达没有显著的变化。研究结果表明,c-myc基因在鹿茸快速生长期参与了茸皮的增殖与分化;在软骨组织中高表达特别是生长后期,说明原癌基因c-myc对马鹿茸软骨发育及骨形成有着一定调控作用。     

塔里木马鹿茸间充质干细胞体外培养及细胞特性的研究

鹿茸间充质干细胞是一类新发现的干细胞。为获得鹿茸间充质干细胞的生物学特征,建立鹿茸间充质干细胞体外培养模式,通过采用改良组织块细胞培养法对生长30 d的塔里木马鹿茸间充质层细胞体外分离培养,观察细胞形态特征,MTT比色法检测细胞生长特点。结果表明:间充质层样品组织块于1 d完全贴壁,贴壁后培养2 d即可观察到组织块边缘迁出少量细胞,贴壁后培养3 d,大量的间充质干细胞从组织块中迁出,并不断增殖,在组织块贴壁后5 d细胞生长融合。传代培养的2~6代细胞在培养到96 h细胞增殖达到高峰。原代培养细胞呈梭形,细胞核呈椭圆形,细胞呈菊花状排列生长;传代细胞形态呈梭形、不规则形,且排列无规则。本研究结果将为鹿茸间充质干细胞的后续研究奠定基础。     

梅花鹿鹿茸间充质层细胞的体外培养和冷冻保存

为了研究梅花鹿鹿茸间充质层细胞的生物学特性,取梅花鹿鹿茸生长顶端间充质层组织,分离间充质层细胞进行体外培养及冷冻保存。结果表明:在含10%胎牛血清(FBS)的DMEM培养基中,鹿茸间充质层细胞能进行短期体外培养,培养的细胞呈成纤维细胞样,培养7 d可长至汇合。以含5%二甲基亚砜(DMSO)和10%FBS的DMEM为冻存液,经梯度降温后冻存,间充质层细胞复苏后存活率较高。在4℃条件下,间充质层组织在含10%FBS的DMEM中可保存7 d。     

Bcl-2在梅花鹿茸角中的表达

鹿茸角是哺乳动物唯一的失去后还能完全再生的器官,人们对鹿茸角再生的分子机理了解甚少。本试验以梅花鹿为研究对象,通过原位杂交方法对Bcl-2在梅花鹿茸角中的表达进行了研究。结果显示,Bcl-2在梅花鹿茸角表皮层内表达甚微,在茸角真皮层、间充质层及软骨层等处均有表达,但在表达强度上存在一定差异。在真皮层中,Bcl-2在真皮成纤维细胞中有较强的表达,在鹿茸间充质细胞中也有少量Bcl-2的表达;在鹿茸软骨层中,Bcl-2在软骨细胞中的表达量很高,主要表达在增殖区的软骨细胞中。这表明Bcl-2可能在梅花鹿茸角再生过程中起重要的调节作用。     

增茸素对塔里木马鹿茸形态组织的影响

塔里木马鹿鹿茸组织的形态学是研究鹿茸生长发育机制的基础.本研究以增茸素处理和自然生长的生长期为30和60 d的塔里木马鹿二茬鲜茸为材料,采用常规石蜡切片和HE染色等方法,对其茸皮层、未分化的间充质细胞层、成软骨细胞层和软骨细胞层进行组织形态学研究.结果显示:自然生长60 d的鲜茸茸皮组织切片中除了静脉数(8.56士2....     

梅花鹿S100A16基因的克隆及生物信息学分析

为探索梅花鹿（Cervus nippon）S100A16基因序列及生物学特性，本研究根据GenBank数据库中牛、绵羊S100A16基因序列设计引物，以梅花鹿鹿茸顶端组织cDNA为模板，采用RT-PCR技术和分子克隆技术成功获得梅花鹿S100A16基因的cDNA序列。生物信息学分析发现，梅花鹿S100A16基因CDS区全长312 bp，编码103个氨基酸；蛋白含有11个磷酸化位点，有跨膜结构域，无信号肽，为在细胞内发挥作用的稳定蛋白；蛋白仅在C端含有S100蛋白家族经典的EF螺旋结构域，由12个氨基酸组成，N端EF螺旋结构域由15个氨基酸组成；蛋白C端含有FGF-1蛋白结合位点；梅花鹿S100A16蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成；三级结构显示该蛋白有2个Ca²⁺结合位点；梅花鹿S100A16蛋白氨基酸序列与东欧马鹿同源性最高，为100%，与其他部分物种S100A16蛋白氨基酸序列构建系统进化树，分析表明S100A16基因在进化上比较保守，符合功能基因的特点。研究结果为进一步揭示梅花鹿S100A16基因的功能及表达机制提供依据。     

塔里木马鹿干旱环境适应相关基因的筛选、克隆及生物信息学分析

为了探讨塔里木马鹿（Cervus elaphus yarkandensis）干旱环境适应相关基因的结构特征和相关功能,从前期的塔里木马鹿全基因组重测序结果中,筛选获得塔里木马鹿过氧化物氧化还原酶3（thioredoxin-dependent peroxide reductase,PRDX3）基因的序列,对该基因在塔里木马鹿不同组织中的表达情况进行分析,同时对塔里木马鹿PRDX3基因编码区（CDS）序列进行克隆测序,运用相关软件进行同源性比对、构建系统进化树及生物信息学分析。结果显示,塔里木马鹿PRDX3基因在肾脏组织中的基因表达水平极显著高于肺脏和肝脏组织（P<0.01）;塔里木马鹿PRDX3基因CDS序列长660 bp。同源性比对和系统进化树分析结果表明,塔里木马鹿与白尾鹿（GenBank登录号：XM_020875097.1）同源性最高,且遗传距离最近;与褐家鼠（GenBank登录号：NM_022540.1）同源性最低,且遗传距离最远。塔里木马鹿PRDX3蛋白分子质量为24.42 ku,由220个氨基酸组成,不稳定系数为25.36,理论等电点（pI）为5.82,脂溶系数为85.50,总平均亲水性为-0.05,存在O-糖基化位点,具有丰富的磷酸化位点,但是不存在N-糖基化位点、跨膜区及信号肽,最可能位于线粒体中,二级结构和三级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,包含PRX_Typ2cys超家族保守结构域,与多种蛋白存在相对较强的相互作用。本研究为后续的塔里木马鹿功能基因的研究奠定基础。     

TMEM219基因可变剪切体相对表达量及其对鹿茸重量的影响

试验旨在研究TMEM219基因3种剪切体在不同重量鹿茸尖端的表达规律及TMEM219基因表达对鹿茸重量的影响,以期探究TMEM219基因对鹿茸生长发育的调控机理。利用实时荧光定量PCR技术对TMEM219基因及其3种剪切体在同一重量组鹿茸的不同组织及不同重量组鹿茸的同一组织mRNA的相对表达水平进行检测,同时测定并比较不同产茸量梅花鹿的血清中胰岛素生长因子1（IGF-1）和胰岛素样生长因子结合蛋白3（IGFBP-3）的浓度。结果表明,TMEM219基因的3种剪接体在梅花鹿鹿茸的间充质及前成软骨组织（RP）、过渡组织（TZ）及软骨组织（C）中均有表达,TMEM219-918基因相对表达量极显著高于TMEM219-1005与TMEM219-1960基因（P<0.01）,TMEM219-1005与TMEM219-1960基因相对表达量无显著差异（P>0.05）;高重量组TMEM219基因表达量显著高于低重量组（P<0.05）;同时,高重量组个体血清中IGF-1浓度显著高于低重量组个体（P<0.05）,而IGFBP-3浓度显著低于低重量组个体（P<0.05）。结果提示,TMEM219基因高表达可能会促进鹿茸的生长,增加鹿茸重量;推测其可能的机理是TMEM219竞争性结合IGFBP-3,减少与其结合的IGF-1,加强IGF-1与IGF-1R的亲和力,进而提高IGF-1对鹿茸生长的促进作用。TMEM219基因可能成为影响鹿茸生长发育的候选基因,为提高鹿茸生长提供理论基础。     

日粮能氮比对塔里木马鹿瘤胃体外发酵的影响

为了解塔里木马鹿对低质粗饲料的适应机理,试验探讨了RDN/DOM对其瘤胃发酵指标的影响,旨在科学有效地利用粗饲料,提高塔里木马鹿养殖经济效益。试验根据以瘤胃尼龙袋法对饲料原料降解特性（有机物和粗蛋白质的有效降解率）研究的结果,在相同营养水平下,设计了8个等距离能氮释放梯度不同（RDN/DOM为15~29）的试验日粮作为发酵底物,利用体外消化试验,检测各组发酵液pH、氨态氮（NH₃-N）浓度、总挥发性脂肪酸（TVFA）含量和微生物蛋白质（MCP）含量。结果表明,以RDN/DOM=19的配合饲料作为培养底物进行体外产气试验时,12 h时,MCP含量显著高于其他时间点（P<0.05）,因此最终培养时间确定为12 h;RDN/DOM=23时,体外培养液NH₃-N浓度最低（8.34 mg/dL）,MCP合成量（11.76 mg/dL）、TVFA含量（71.24 mmol/dL）和乙酸/丙酸（2.79）均最高。综上,在本试验条件下,塔里木马鹿最适宜RDN/DOM为23,这对后续研究塔里木马鹿日粮能氮释放同步性指数（SI）提供了重要依据,为进一步研究塔里木马鹿氮代谢规律提供了数据支撑。     

YAP对梅花鹿鹿茸间充质细胞增殖与分化的影响

以梅花鹿为研究对象,通过流式细胞术、荧光定量PCR等方法,探讨YAP(Yes-associated protein,即Yes相关蛋白)对鹿茸间充质细胞增殖与分化的影响。分离培养鹿茸间充质细胞,添加一定浓度的YAP抑制剂Verteporfin后,通过流式细胞术检测发现,细胞的增殖活性被显著抑制,G0/G1期细胞百分比增加,S期细胞百分比降低。同时,Verteporfin可降低CCND1、CCND2、CCND3、CCNE1、CDK2、CDK4和CDK6在鹿茸间充质细胞中的表达。Verteporfin处理12,24,36,48,72 h后,软骨细胞标志性分子COLⅡ、SOX9和AGC的表达显著增强。进一步研究了YAP对间充质细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的影响,结果显示Verteporfin可增加间充质细胞中ROS含量,促使细胞中超氧阴离子(O2-)和线粒体ROS(mtROS)含量升高。为了探究YAP是否通过ROS来影响鹿茸间充质细胞的分化,细胞经Verteporfin处理2 h后再添加抗氧化剂GSH和NAC处理24 h,结果显示GSH和NAC可显著减低Verteporfin对COLⅡ、SOX9和AGC mRNA的诱导效应。结果表明,YAP在鹿茸间充质细胞的增殖与分化过程中起重要作用。     

鹿茸组织中内参基因的筛选和验证

为筛选在不同生长时期鹿茸组织中稳定表达的内参基因,试验以不同生长时期(分别为脱盘后10、20、40和60 d)的鹿茸组织为材料,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、β2-微球蛋白(B2M)、还原型辅酶Ⅰ(NADH)、60S 核糖体蛋白L40(RPL40)、谷胱甘肽还原酶7(GPx)和β肌动蛋白(ACTB)6个看家基因的表达情况,并运用 geNorm和NormFinder 两个程序综合分析6个看家基因的表达稳定性.结果显示,GAPDH、ACTB、RPL40表达稳定性较好,可用作鹿茸基因表达研究的内参基因,而NADH和GPx的稳定性最差,不适合作内参基因.通过对鹿茸生长相关基因(ANXA5、HSP27、PRD2、CRABP1、LGALS1)表达分析,进一步验证了上述结果,并且发现这5种基因均在脱盘后10 d的鹿茸组织中高表达.该研究结果为鹿茸快速生长及骨化相关基因的研究奠定了一定基础.     

动物组织中GLUD1基因表达与GDH蛋白结构分析

[目的]研究动物不同组织中GLUD1基因的表达情况,比较不同物种中GDH蛋白的结构差异,明晰GLUD1基因的表达模式与GDH蛋白的功能。[方法]分别采集大鼠、绵羊、梅花鹿的肝脏、肾脏、皮肤、脂肪和肌肉5种新鲜组织样品。以β-actin为内参基因,采用荧光定量PCR法（qRT-PCR）分析3种动物不同组织中GLUD1基因的表达情况;利用无重复双因素分析方法表征GLUD1基因在不同组织中的表达量差异。比较人、小鼠、大鼠、山羊、绵羊、牛和猪7个物种GDH蛋白氨基酸序列,模拟这7个物种的GDH蛋白三维空间结构。[结果]GLUD1基因在大鼠、绵羊和梅花鹿的5个组织中均有表达,在肝脏中的表达量均高于其他组织;该基因在大鼠和梅花鹿肝脏组织中的表达量极显著（P<0.01）高于绵羊肝脏组织中的表达量,在大鼠肾脏组织中的表达量极显著（P<0.01）高于梅花鹿肾脏组织中的表达量。人GDH蛋白的氨基酸序列与猪、牛、山羊和绵羊的序列相似度较高,而大鼠与小鼠GDH蛋白的氨基酸序列相似度达到99.10%。大鼠、人、猪的GDH蛋白氨基酸序列中分别存在2个（第8位丙氨酸→缬氨酸、第40位丙氨酸→缬氨酸）、1个（第23位丙氨酸→丝氨酸）、2个（第33位丙氨酸→苏氨酸、第39位丙氨酸→苏氨酸）物种特异性突变位点。小鼠、大鼠、人的GDH蛋白预测为三聚体结构,山羊、绵羊、牛和猪的GDH蛋白预测为同源六聚体结构。[结论]GLUD1基因在大鼠、绵羊、梅花鹿不同组织中的表达量存在差异,在肝脏中都有较高水平的表达。不同物种GDH蛋白的氨基酸序列相似度较高,但依旧存在一定的序列差异性,并且存在数个对应物种特异性的氨基酸突变位点。     

驯鹿干扰素β1基因的克隆及遗传进化分析

试验旨在从驯鹿鹿茸顶端组织中克隆干扰素β1（interferon beta 1,IFNβ1）基因全长序列,分析其分子特性,为研究其生物学活性及实际应用奠定基础。根据GenBank数据库中牛、羊等近缘物种IFNβ1基因的保守序列设计1对引物,以驯鹿鹿茸顶端间充质层组织基因组DNA为模板,采用PCR技术扩增得到驯鹿IFNβ1基因并克隆、测序,利用相关生物信息学软件对该序列进行分析。结果发现,驯鹿IFNβ1基因全长561 bp,共编码186个氨基酸,含有3个糖基化位点;其编码蛋白含有4个α螺旋、4个β折叠区、7个β转角。将驯鹿IFNβ1基因推导的氨基酸序列与其他14种哺乳动物进行遗传进化分析发现,其同源性为45.1%~92.0%;驯鹿与其他动物IFNβ1基因序列分析和系统进化树分析表明,IFNβ1基因存在种属差异性,亲缘关系越近,同源性越高。本研究结果为驯鹿IFNβ1基因的进一步研究和应用提供了基础试验数据。     

梅花鹿天然Toll样受体9基因克隆与序列分析

Trizol法提取梅花鹿肝脏总RNA,采用ORF两端兼并引物,RT-PCR方法克隆梅花鹿天然Toll样受体9基因（TLR9）并进行系统的生物信息学分析。RT-PCR结果显示,梅花鹿TLR9基因的mRNA长4 043bp,含有800bp左右的5’UTR,完整ORF编码1 081个氨基酸（GenBank序列号为：HQ260632）。同源性分析显示梅花鹿TLR9基因编码区与其他物种高度同源,但5’UTR区存在基因结构的变异。功能结构域分析显示不同物种间TLR9结构域相对保守但也存在细微差别,结构域的差别导致梅花鹿TLR9蛋白胞外区马蹄形弧顶内侧空间结构由人类TLR9蛋白的弧形改变为梅花鹿TLR9蛋白的三角形。进化分析显示TLR9基因分子进化关系与物种间真实进化相一致。     

梅花鹿生长激素基因的克隆及序列分析

对梅花鹿的生长激素基因I部分片段进行了克隆测序 ,序列长度为 14 6 6bp ,现已将该序列提交到GeneBank上。GeneBank中的Blast分析表明 ,梅花鹿生长激素基因I与马鹿同源性为 99% ,与鼷鹿同源性为84 %。     

梅花鹿茸、马鹿茸不同部位氨基酸、总磷脂、钙、磷含量的研究

本文对梅花鹿茸、马鹿茸不同部位氨基酸、总磷脂、钙、磷含量进行了分析，结果表明：梅花鹿茸、马鹿茸不同部位都含有丰富的氨基酸，其中含有７种以上的人体必需氨基酸。各个部位氨基酸的总量，必需氨基酸的含量及总磷脂的含量由基部到顶端逐渐增加，钙、磷的含量则由基部到顶端逐渐减少。     

Expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) associated with histopathological changes in rodent models of osteoarthritis

Vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors have recently reported to be expressed in human osteoarthritis (OA), suggesting that VEGF could be implicated in the pathogenesis of this disease. In the present study, expression of VEGF in the articular cartilage was determined in three different OA models: medial meniscectomy and monoiodoacetate (MIA) injection in rats and age-associated spontaneous joint cartilage destruction in guinea pigs. VEGF was detected by immunohistochemical analysis in the regenerative and hypertrophic chondrocytes, perichondrium and osteophyte areas and chondrocyte clones. Stain intensity of VEGF immunoreactivity increased simultaneously with the degree of cartilage destruction and reparation. These results suggest that VEGF is a key factor in the articular cartilage in human OA and animal OA models.