调控毛囊发育的Wnt信号通路研究进展

毛囊周期性发育过程受多种分子及信号通路调控,Wnt信号通路就是其中之一。Wnt信号通路调控动物发育过程中的多个重要环节,包括细胞增殖、细胞迁移及细胞分化等,且在毛囊发育过程中发挥着重要的调控作用,这对动物毛皮质量的提高、人皮肤损伤的治疗及日益严重的脱发问题等提供更多的研究思路和实际应用价值。近年来,Wnt信号通路已成为信号通路研究中的热点之一。因此,论文就Wnt信号通路、毛囊发育及Wnt信号通路对毛囊发育的调控作用进行了综述,为广大科研人员的后续研究提供参考。     

Wnt10b调控动物毛囊周期的概述

Wnt10b作为Wnt家族重要成员之一,是通过经典WNT信号通路发挥作用,在动物绒毛的生长、发育和周期维持等过程均发挥重要作用,通过研究Wnt10b在毛囊各发育周期的表达规律,有利于揭示该基因对绒毛细度、被毛密度、长度、S/P等指标的影响机制。本文介绍了wnt10b基因的发现、分子结构、调控机制、生物学功能及其在动物毛囊生长发育中的作用机理,为今后改良和提高动物毛发品质提供理论基础。因此,wnt10b的研究也成为动物毛囊形态的发生和周期生长的调控提供新方向。     

Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物毛囊发育中的调控作用

毛囊是哺乳动物皮肤上重要附属结构,是控制被毛生长最重要的器官。毛囊发育主要包括毛囊形态发生以及毛囊再生。Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在毛囊发育中起重要作用,引起学者及研究机构的广泛关注。本文综述了Wnt/β-catenin信号通路调节机制和核内激活,Wnt/β-catenin对毛囊形态发生和毛囊再生的调控作用以及成骨细胞抑制因子(Dkk)和营养物质对毛囊发育的调控作用。为Wnt/β-catenin信号通路调控哺乳动物毛囊发育的研究提供借鉴。     

绒山羊毛囊发育中非编码RNA的研究进展

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指从基因组上转录而来,不编码蛋白质,但在RNA水平上能行使一定生物学功能的RNA。非编码RNA的种类较多,种类的不同造成功能的差异。毛囊是绒山羊皮肤特殊的附属物,位于皮肤的真皮层,发生于绒山羊胚胎期。由于真皮细胞和上皮细胞间的信号分子传递,使其发育呈周期性变化,历经生长期、退行期和休止期。近年来,有关ncRNA在绒山羊毛囊发育中作用报道较多。文章就其中的微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)及环状RNA(circRNA)的生物发生及其在绒山羊毛囊发育中的作用机制进行了归纳、总结。miRNA是真核生物中存在的一种长18~25 nt的ncRNA分子,可通过与靶信使核糖核酸mRNA特异结合,抑制转录后基因表达。在绒山羊毛囊发育中,miRNA通过抑制相关基因及相关信号通路中关键分子的表达而调控毛囊的发育周期以及毛囊的再生能力。lncRNA是长度超过200 nt的ncRNA,经过剪接,具有polyA尾巴与启动子结构,在绒山羊毛囊发育中能促进毛囊细胞增殖与分化,通过调控基因的靶向表达与多种信号通路互作调节毛囊发育及绒毛生长的周期活动。circRNA是与传统的线性RNA不同的封闭环状RNA,含有许多miRNA结合位点,在绒山羊毛囊发育与绒毛生长中起miRNA分子海绵的作用,即通过miRNA的介导,调控靶基因的表达,促进毛囊干细胞向次级毛囊分化,进而解除与毛囊发育与绒毛生长相关的miRNA对其靶基因的抑制作用提高靶基因的表达水平。笔者通过对miRNA、lncRNA及circRNA的研究进行综述,以期为构建毛囊生长发育的分子调控网络及深入探讨绒山羊毛囊发育的调控机制提供借鉴,为今后更好地利用现代分子生物学技术改善绒毛品质提供理论依据。     

Wnt/β-catenin信号通路参与毛囊发育及周期循环调控的研究进展

毛囊是动物皮肤重要的附属结构,具有复杂的形态变化和生理发育过程。毛囊的发育具有周期性循环特点,受到多方面要素的影响和调节。在遗传因素中,Wnt信号是毛囊生长的初始信号,参与形态发生及周期性循环的各个阶段,在毛囊基板发生、毛乳头功能发挥、毛囊周期性变化、毛囊干细胞增殖分化等过程发挥关键的调控作用。β-catenin是Wnt信号的分子开关,级联整合其他通路的信号,是Wnt信号转导途径中的核心环节。本文综述了Wnt/β-catenin信号通路调节毛囊发生发育的机制,为Wnt/β-catenin信号通路调控动物毛囊发生发育研究提供借鉴。     

苏博美利奴羊毛囊发育不同时期ncRNA调控网络的构建

为探索苏博美利奴羊毛囊发育相关ncRNA分子调控网络，本研究通过挖掘苏博美利奴羊皮肤组织样本不同时期转录组数据，利用生物信息学方法构建lncRNA-miRNA-mRNA分子调控网络。结果表明：不同时期mRNA与lncRNA及miRNA具有复杂的网络连接。通过GO富集分析发现靶基因主要参与细胞增殖调控、凋亡过程及毛囊形态发生等生物学过程；参与细胞外空间、细胞外泌体、转录因子复合体、质膜的整体成分等细胞组分；参与转录因子活性、结构分子活性、细胞外基质结构组成等分子功能。通过KEGG通路分析发现差异的靶基因主要参与TGF-beta信号通路、癌症途径、MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、细胞因子与细胞因子受体的相互作用等多种途径。筛选寻找调控网络中的关键基因，发现G2 vs.G1组中miR-133、miR-433-5p的靶基因TGFβ2和NOTCH1参与毛囊形态发生（GO:0031069）的生物学过程，因此TGFβ2和NOTCH1为毛囊发育的关键基因。通过构建苏博美利奴羊毛囊发育相关ncRNA分子调控网络，解析毛囊发生发育的分子调控机制，从转录组学层面对毛囊生长发育进行探讨，能够对苏博...     

β-catenin在哺乳动物毛囊发育中作用机制的研究进展

β-catenin是经典的Wnt信号通路关键性的下游效应器,在机体许多器官和组织的发育中发挥重要的调控作用。哺乳动物的毛囊是其机体具有自我修复和再生功能的器官之一,β-catenin是其周期性发育过程中众多调控因子之一。因此,对国内外β-catenin对哺乳动物毛囊调控的相关研究结果进行综述,为进一步揭示β-catenin对哺乳动物毛囊周期性发育作用机制提供相关依据。     

miRNA与毛囊相关信号通路关系研究进展

毛囊是哺乳动物皮肤中复杂的微小器官，具有明显的生长周期，包括生长期、退行期和休止期。许多细胞因子和信号通路相互作用共同调节毛囊的发育。微小RNA(micro RNA,miRNA)是由22个核苷酸组成的非编码RNA,通过降解靶基因mRNA或抑制靶基因mRNA翻译来负向调节基因的表达。miRNA通过调控毛囊关键的信号通路，参与细胞增殖、凋亡等多种生理过程，从而促进毛囊生长。笔者综述了miRNA调控毛囊发育相关的Wnt、Notch、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路的最新研究进展，旨在为后续探索动物毛囊发育相关的miRNA调控机制提供理论基础。     

鸡Wnt3a基因组织表达差异与SNPs对鸡毛囊密度性状的遗传效应

Wnt家族成员3a （Wnt family member 3a,Wnt3a）基因是Wnt信号通路的重要成员,Wnt信号通路在动物皮肤毛囊的发生发育中具有重要作用。试验以Wnt3a为候选基因,旨在探讨鸡Wnt3a基因的组织表达差异与单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNPs）位点对鸡皮肤毛囊密度性状的遗传效应。用实时荧光定量PCR检测Wnt3a基因在鸡不同组织中的表达差异;用PCR扩增直接测序法对Wnt3a基因的SNPs位点进行筛查,验证和分析不同SNPs位点基因型背部毛囊密度的差异;用实时荧光定量PCR技术检测不同品种鸡皮肤组织中Wnt3a基因mRNA表达差异。结果表明,Wnt3a mRNA在皮肤组织中表达量最高,显著高于其他组织（P<0.05）,其次是肝脏、睾丸、卵巢和下丘脑,心脏、胸肌、垂体和脾脏等组织表达量较低。在Wnt3a基因第2和3外显子区各筛选到1个SNP位点：g.2587569 G>A和g.2555812 T>C;在第3内含子区筛选到1个SNP位点：g.2555377 T>C。卡方检验结果显示,3个位点均极显著偏离Hardy-Weinberg平衡。群体遗传参数分析发现,g.2555812 T>C位点为中度多态,有效等位基因数为1.7,遗传变异程度较g.2587569 G>A和g.2555377 T>C位点高。SNP位点分型与毛囊密度的关联分析结果表明,g.2555377 T>C位点CC基因型个体的毛囊密度显著高于TT和CT基因型个体（P<0.05）。在毛囊密度具有显著差异的不同品种鸡的背部皮肤组织中,Wnt3a mRNA表达差异显著（P<0.05）。该研究结果为进一步深入解析Wnt3a在鸡皮肤毛囊生长发育中的作用、筛选与毛囊密度性状相关的辅助育种标记提供了基础资料。     

基于表达谱芯片筛选鸡不同部位皮肤组织差异表达基因

旨在筛选鸡不同部位(背部和腿部)皮肤组织中的差异表达基因,探讨二者皮肤毛囊出现表型差异的分子机制。以处于上市日龄的(63日龄)商品代肉鸡为素材,利用Agilent鸡全基因组表达谱芯片对皮肤厚度、毛囊密度和直径出现显著差异的背部和腿部皮肤组织mRNA表达水平进行检测,对与皮肤毛囊发生发育相关的候选基因及信号通路进行系统筛查,并运用实时荧光定量PCR技术对部分差异表达基因进行验证。结果显示,芯片分析共筛选到差异表达基因676个(|FC|≥2,P0.05),以腿部皮肤为参照,背部皮肤组织中上调基因223个,下调基因453个。荧光定量PCR验证部分差异表达基因的表达趋势与芯片结果基本一致。GO分析表明,差异表达基因参与细胞增殖和凋亡调控、Wnt信号通路、神经元分化、细胞间黏附调节、细胞命运的确定等生物学过程。KEGG信号通路分析发现,除了部分已知的与皮肤毛囊生长发育相关的信号通路(Wnt和Hedgehog信号通路),ECM受体相互作用、黏着、细胞黏附分子、黏合连接等信号通路也被富集。蛋白互作网络分析表明,这些差异表达基因相互作用形成一个调控网络,可能通过影响皮肤毛囊的生长发育和周期变化来影响皮肤毛囊的性状,推测ECM受体相互作用、黏着、运输等调控通路及DKK1、WNT3A、SHH、FGF1、IGF1等基因可能是参与鸡不同部位皮肤毛囊性状出现差异的重要调控通路和候选基因。     

鹅羽绒发生发育的分子调控机理研究进展

简要概述了鹅羽绒毛囊形态发生和生长周期的循环过程,对Wnt/β-catenin信号传导途径、Shh传导途径、部分相关基因功能及其调控羽绒发生发育的分子机理进行了综述,并提出了目前研究中仍存在的问题。     

Effects of Wnt10b on dermal papilla cells via the canonical Wnt/β‐catenin signalling pathway in the Angora rabbit

Wnt10b is a member of Wnt family that plays a variety of roles in biological functions, including those in the development of hair follicles. To investigate the effect of Wnt10b on hair growth in the Angora rabbit and to determine the underlying molecular mechanism, we cultured dermal papilla (DP) cells with exogenous Wnt10b in vitro. We observed the expressions of downstream critical gene β‐catenin and lymphoid enhancer‐binding factor 1 (LEF1) in Wnt/β‐catenin pathway. The levels of β‐catenin mRNA and protein were higher in the Wnt10b group of DP cells than in the Control group, and the mRNA level of LEF1 in the Wnt10b group was higher than in the Control group. Moreover, translocation of β‐catenin from cytoplasm to nucleus was activated in the Wnt10b group. Furthermore, the mRNA levels of the hair follicle‐regulatory genes, insulin‐like growth factor‐1 (IGF‐1) and alkaline phosphatase (ALP), and the protein activity of ALP was also upregulated in the Wnt10b group compared to their corresponding levels in the Control group. These data suggest that Wnt10b could activate the canonical Wnt/β‐catenin signalling pathway to induce DP cells in the Angora rabbit. In addition, the proliferation of DP cells was significantly promoted when cultured with Wnt10b for 48 and 72 hr, suggesting that Wnt10b plays a pivotal role in the proliferation and maintenance of DP cells in vitro. In conclusion, this study demonstrates that Wnt10b may promote hair follicle growth in Angora rabbit through the canonical Wnt/β‐catenin signalling pathway that promotes the proliferation of DP cells.     

全基因组选择信号揭示绵羊毛囊发育及脱毛性状相关的候选基因

利用全基因组选择信号研究不同羊毛类型绵羊的群体结构及遗传分化程度,以挖掘与毛囊发育及脱毛性状相关的候选基因。本研究以3种羊毛类型的21个品种共290只绵羊群体为研究对象,利用Illumina Ovine SNP 50K芯片基因分型数据,基于群体分化指数Fst和核苷酸多样性比值θπ Ratio方法对无绒毛型、细毛型和中毛型绵羊进行选择信号检测。将Fst和θπ Ratio的top 5%作为阈值检测受到强烈选择的SNPs位点并进行注释。结果表明,SOX18、ALX4、FGF1和LRP4等与毛囊发育及脱毛性状相关的基因受到强烈选择。本研究通过Fst和θπ Ratio两种方法检测出与毛囊发育周期、羊毛形成以及毛囊和皮脂腺部分细胞相关的重要基因,这将为进一步研究绵羊重要经济性状形成的机制提供有意义的参考。     

不同日龄滩羊皮肤组织化学特征比较

为比较2、35日龄滩羊皮肤毛囊的发育特点与血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和血管内皮生长因子受体2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2）的分布特征，探究出生后滩羊被毛生长发育的变化特点，试验应用常规HE染色及改良Masson胶原纤维染色、Gomori银氨法染色、磷钨酸染色等特殊染色观察2与35日龄滩羊皮肤组织结构特点；应用免疫组织化学法结合免疫荧光染色法观察VEGF及VEGFR2在2与35日龄滩羊皮肤组织中的分布定位，并用IPP图像分析软件进行定量分析。结果显示：与2日龄滩羊皮肤组织比较，35日龄滩羊表皮与真皮间界限更加清晰，毛囊结构发育完整；毛囊密度显著降低（P<0.05）；胶原纤维与弹性纤维含量增加，形成网格状分布。免疫组化及免疫荧光结果显示，VEGF及VEGFR2在滩羊皮肤表皮及毛囊外根鞘、皮脂腺上均有表达。统计表明，VEGF及VEGFR2在2日龄滩羊皮肤组织中的表达量均显著高于35日龄（P<0.05）。综合上述结果，滩羊毛囊发育过程中，胶原纤维和弹性纤维增加明显；VEGF与VEGFR2通路在毛囊角质形成中起直接调节作用。     

毛囊发育与周期性生长的调控信号通路研究进展

毛囊是皮肤的重要附属结构,也是控制哺乳动物被毛生长的重要器官。哺乳动物出生后,毛囊具有终生呈周期性生长的特性,毛囊干细胞、毛乳头细胞、毛母质细胞及脂肪细胞等参与了毛囊周期性生长,Wnt、BMP、Notch等信号通路与毛囊生长发育密切相关。本文从哺乳动物毛囊的结构、周期性生长特征以及参与毛囊周期性生长调控的相关信号通路等进行了详细阐述,为深入了解哺乳动物毛囊的周期性生长调控机制,以及为今后指导绒山羊、绵羊、长毛兔等毛用动物和獭兔、水貂、狐狸、貉等皮用动物选育和提高生产性能提供理论参考。     

毛囊干细胞的分离方法及其应用

毛囊干细胞是皮肤组织工程理想的种子细胞,分离纯化是其研究的基础手段。毛囊干细胞能分化成毛囊、皮脂腺、表皮,在组织维持与更新及某些临床疾病的治疗中均起到重要的作用。作者介绍了近年来毛囊干细胞几种常用的分离纯化方法,包括组织块法和酶消化法等,为进一步研究毛囊干细胞的特性和应用提供参考。     

Methionine promotes the development of hair follicles via the Wnt/β-catenin signalling pathway in Rex rabbits

To investigate the effect and molecular mechanism of methionine (Met) on the growth of hair follicles (HFs) in Rex rabbits. A total of 200 weaning Rex rabbits were divided into four groups and fed varying levels of Met-supplemented diets. We measured the HF density on dorsal skin and the Wnt/β-catenin pathway protein expression level. Meanwhile, whole HFs were isolated from Rex rabbit skins and cultured with Met in vitro to measure hair shaft growth. The relationship between Met and the Wnt/β-catenin signalling pathway was also characterized by using the Wnt/β-catenin signalling inhibitor, XAV-939. The results showed that the addition of dietary Met could significantly increase the HF density on dorsal skin (p < .05) and enhance the protein expression level of Wnt10b (p < .05), β-catenin (p < .05) and DSH (p < .05). Methionine stimulation could also prolong the hair shafts growth in vitro (p < .05). And inhibition of Wnt/β-catenin signalling using XAV-939 could eliminate this phenomenon. In summary, Met can increase the density of HFs on dorsal skin in vitro and prolong the hair shaft growth of HFs in vivo via the Wnt/β-catenin signalling pathway.     

Wnt10b参与外源褪黑激素促进绒山羊绒毛生长的研究

本实验旨在研究Wnt10b在内蒙古成年绒山羊皮肤中的表达变化规律和褪黑激素(MT)对其表达量的影响。每隔1个月按照2 mg/kg BW的剂量在受试内蒙古成年绒山羊耳后皮下埋植MT。连续采集12个月(从2009年8月到2010年7月)的肩胛部皮肤样品,应用实时荧光定量PCR技术检测Wnt10b的表达量。结果表明:Wnt10b在内蒙古成年绒山羊皮肤组织中毛囊生长中期和休止前期高表达;埋植MT提高了Wnt10b在内蒙古成年绒山羊皮肤组织中毛囊休止期和退行期的表达量。结果提示,Wnt10b参与内蒙古绒山羊毛囊生长的信号传递过程,并在退行期和休止期转变过程中发挥作用;Wnt10b参与了外源MT促绒毛生长的毛囊周期性变化过程。