羊毛弯曲及毛囊发育相关生物学机制研究进展

羊毛弯曲是影响羊毛品质高低的关键因素之一,毛股弯曲的减少以及毛股由紧实变得蓬松会导致羊毛品质下降,从而影响皮毛价值。毛囊是调控毛发生长的皮肤附属器官,对于毛发弯曲形状的形成具有重要作用。近年来,有关羊、小鼠等动物毛发纤维弯曲形成的相关研究以及毛囊发育调控等取得了一定进展。本文介绍了羊毛纤维结构的特点,阐述了毛囊发育相关重要调控信号通路及其对毛发弯曲的影响,最后,基于羊毛弯曲相关的基因和蛋白的研究进展进行综述。通过对羊毛弯曲及毛囊发育相关生物学机制进行总结,以期对羊毛弯曲及毛囊发育的相关分子机制的研究提供理论依据,同时也对改良羊毛弯曲性状的工作提供一些参考。     

羊毛及动物毛发弯曲形成的生物学机理研究进展

弯曲是羊毛纤维的一个特征,对加工过程和最终的毛纺织品特性有显著影响。羊毛弯曲与毛囊中细胞的不对称分裂、毛纤维中正副皮质的双边排列、不同角蛋白的不对称组成及角质化过程等相关。尽管羊毛弯曲形成的分子机理鲜有报道,但小鼠锯齿状及波纹状毛发分子调控机理研究表明,IGFBP5/Krox20、Eda/Edar、Wnt、EGFR/TGF-α、Msx2/Foxn1/Ha3等介导的信号通路及毛发角蛋白基因和一些转录因子对纤维弯曲形成有重要影响。皮肤基因表达模式比较分析表明,哺乳动物毛发产生和发育的分子调控机理是相似的。这些信息为研究羊毛弯曲形成的分子机理提供了可能。本文旨在对羊毛及小鼠等动物毛发弯曲形成机理进行综述,为进一步解析羊毛弯曲形成分子机理进而为改善羊毛弯曲性状的研究提供参考。     

绵、山羊毛囊发育与毛发弯曲机制研究进展

毛囊作为唯一的一个终生呈周期性生长的微器官,其生长、代谢都处于一个相对活跃的状态。毛发是由毛囊生长发育后的终末分化细胞构成,是一个持续不断生长的结构。毛发的生长依赖于毛囊结构干细胞特性的分裂、增殖、分化,因此毛发生长的形态变化取决于毛囊结构生长发育的情况。随着研究方法的不断进步与更新,近年来针对毛发弯曲性状分子遗传学层面的研究进展较迅速,一些影响毛囊形态发育和毛发弯曲过程的基因和调控通路相继被发现和鉴定。本文旨在先通过对毛囊结构及其形态发生特点的剖析,进一步对近年来毛囊各细胞层在毛发弯曲产生的影响和特异性调控基因的相关研究进行归纳,绘制出与毛囊发育相关的经典通路和相关调控基因的互作网络,为今后对羊毛弯曲动态现象的分子机理研究提供参考。     

羊胎儿期皮肤毛囊发育及调控机制的研究概述

中国绵山羊养殖历史悠久,品种资源丰富,在国民经济中起重要作用。羊毛按纤维类型可分为同质毛和异质毛,同质毛的特点是被毛由同一类型的羊毛纤维组成,其特点是羊毛的纤维直径、长度、卷曲等外表特征基本相同,异质毛的特点是被毛中兼有绒毛、有髓毛、无卷曲和少卷毛等不同类型的羊毛纤维,其化学、物理性能均不相同。毛囊是控制哺乳动物被毛生长的重要器官,是唯一具有周期性发育并可终生再生的器官,控制着被毛发生发育与自然脱落。毛囊依据其形成时间和结构可分为初级毛囊(primary follicles)和次级毛囊(secondary follicles),初级毛囊生长髓质发达的粗毛,次级毛囊产生无髓毛的绒毛。有髓毛较粗长且弯曲少,多用于加工粗纺织品、毛毯、地毯、毡制品;无髓毛直径一般不超40 μm,弯曲多,是毛纺工业的优质原料。毛囊的发育受到不同信号通路和基因的影响,如Wnt信号通路、骨形态发生蛋白质(BMP)信号通路、成纤维细胞生长因子(FGF)信号通路、音猬因子(SHH)信号通路、Notch信号通路等以及角蛋白家族基因、BMPs家族基因、同源异型盒基因(Hox)等。作者对国内外对绵山羊胎儿期皮肤毛囊发育及调控机制进行综述,以期为提高以绵山羊被毛产量及改善被毛品质为主要育种目标的选育提供参考。     

基于WGCNA与GSEA方法挖掘调控中卫山羊羊毛弯曲相关基因

旨在探究中卫山羊羊毛弯曲随生长发生变化的分子机制，挖掘不同发育时期影响羊毛弯曲度的关键基因。试验采集了3只中卫山羊出生后45日龄（弯曲毛）和365日龄（直毛）的皮肤组织，进行转录组测序（RNA-seq），使用WGCNA与GSEA分析找出Hub基因。以P-value<0.05和|log₂FoldChange|≥1作为差异表达基因筛选的标准，45日龄为对照组，365日龄为试验组共筛选得到1 252个显著差异表达基因，包括812个表达上调基因和440个下调基因。基于WGCNA方法分析共得到14个模块，其中黄色和绿松石模块与被毛弯曲表型相关。利用String和Cytoscape构建网络，筛选到20个影响羊毛弯曲度的核心基因。从GSEA结果中筛选的被显著富集通路Hedgehog signaling pathway、JAK/STAT signaling pathway、TGF/BETA signaling pathway等参与了毛囊发育调控。综合KEGG、WGCNA、分子网络构建、GSEA分析结果，共同筛选得到基因CCL27、IL7、WNT2，推断这3个基因在调控毛囊发育中起到了关键的调控作用。本研究为进一步阐明动物毛发弯曲的分子机制提供了理论基础。     

绒毛用羊毛囊干细胞研究进展

产毛（绒）量是绒毛用羊主要的经济性状,毛（绒）的质量和产量受毛囊发育的影响。众所周知,毛囊控制羊毛（绒）的生长,而毛囊干细胞决定着毛囊形态的发生。因此,文章从绒毛用羊毛囊干细胞的分离培养方法、鉴定、增殖与分化等方面的相关研究进展进行了综合阐述,为进一步开展毛囊生长发育的分子调控机制研究、选育绒毛性状优良的绒毛生产用羊提供参考资料。     

哺乳动物毛囊体外培养的研究进展

毛囊的研究一直是毛发再生和皮肤移植及构建中的一个关键问题,经济动物毛囊的性状和结构决定着其毛发品质,直接影响其商业价值。回顾国内外关于毛囊体外培养研究进展,结合哺乳动物毛囊体外培养条件、影响因素和信号通路等进行综述,对今后实验室毛囊的培养提供理论依据,同时提出以水貂毛囊体外培养为研究模型,为探讨水貂毛囊发育特殊的调控机制奠定理论基础,为提高水貂毛皮品质提供新途径。     

microRNAs在动物皮肤及毛囊发育中的调控作用研究进展

基因表达调控是动物被毛生长和发育的决定性因素。microRNA作为一种新发现的基因调控元件,在多种哺乳动物皮肤及毛囊中均有表达,并在转录后水平调节皮肤和毛发的生长和发育过程。从microRNA水平上解析绵羊、山羊及羊驼等被毛生长特点及发生机理,为提高毛用型经济动物的毛发品质和产量提供新的思路,同时也为更深入地研究皮肤组织中microRNA的功能提供更多的理论依据。作者主要针对目前已报道的在绵羊、山羊及羊驼等哺乳动物皮肤及毛囊发育中microRNA的调控作用进行综述。     

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。     

哺乳动物毛囊结构特征及调控机制

哺乳动物的毛囊是产生被毛的组织,是哺乳动物生后少数具有周期性再生功能的器官之一。文章从哺乳动物毛囊的结构特征、毛囊的形成发育过程、毛乳头结构及其在毛囊发育中的作用、毛囊周期性变化过程与形态变化、调控毛囊形成与发育的相关信号传导通路等方面进行了详细阐述,为深入了解哺乳动物毛囊的发育机制,尤其为指导毛用动物选育及治疗脱毛性疾病提供理论参考。     

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。     

绵羊毛囊及其角蛋白研究进展

毛囊是毛纤维的生长基础,决定毛纤维的性状,角蛋白是毛囊组成的重要成分之一。近年来,对毛囊生长发育和角蛋白基因的挖掘等取得了一定的进展。文章回顾了绵羊角蛋白基因的发现,已经与人类角蛋白基因相当,但在数量和分类上存在差异;笔者介绍了绵羊毛囊的形态学结构,简述了毛囊角蛋白基因的表达定位和影响毛纤维性状的角蛋白,并分析了毛囊中的蛋白质组学技术的应用对毛囊生长发育和毛纤维性状的重要作用,以期为绵羊毛囊生长发育和羊毛性状的分子选育提供新的研究思路。     

绵羊毛囊及其角蛋白研究进展

毛囊是毛纤维的生长基础,决定毛纤维的性状,角蛋白是毛囊组成的重要成分之一。近年来,对毛囊生长发育和角蛋白基因的挖掘等取得了一定的进展。文章回顾了绵羊角蛋白基因的发现,已经与人类角蛋白基因相当,但在数量和分类上存在差异;笔者介绍了绵羊毛囊的形态学结构,简述了毛囊角蛋白基因的表达定位和影响毛纤维性状的角蛋白,并分析了毛囊中的蛋白质组学技术的应用对毛囊生长发育和毛纤维性状的重要作用,以期为绵羊毛囊生长发育和羊毛性状的分子选育提供新的研究思路。     

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。     

Proteome Array on Differentially Expressed Proteins of Skin Tissue in Fine-wool Sheep with Different Fiber Diameter

The purpose of this paper was to study the differentially expressed proteins of hair follicles in skin tissue with different fiber diameter of Fine-wool sheep, and discussed the function of proteins related to wool fineness.The differentially expressed protein maps of Fine-wool sheep skin hair follicle were established by two-dimensional gel electrophoresis, and the differentially expressed protein spots were detected and analyzed by the ImageMaster 2D Platinum software, Fine-wool sheep skin hair follicle specific proteins were classified and functional identified by mass spectrum identification technology and database matching method.The results showed that 94 different proteins were successfully identified in Fine-wool sheep with different fiber diameter, including 73 different proteins between superfine wool sheep and Fine-wool sheep at the same age, and 21 different proteins of superfine wool sheep at the different age.According to the functional properties got eight kind of functional proteins, keratin, molecular chaperone protein, cytoskeleton protein, 14-3-3 protein, protease, myosin, serum albumin, other protein, respectively.These results indicated that the internal relation between the differentially expressed protein and the wool fiber diameter was analyzed by the bioinformatics knowledge, which would provide effective genetic resources information directly for high quality breeding of Fine-wool sheep, and had important practical significance for improving the quality of the wool.     

不同羊毛纤维直径细毛羊皮肤组织差异表达蛋白质研究

试验旨在研究不同纤维直径的细毛羊皮肤组织中毛囊差异表达的蛋白质,探讨与羊毛细度相关的蛋白质功能。应用双向凝胶电泳技术建立细毛羊皮肤组织中毛囊差异表达蛋白质图谱;运用ImageMaster 2D Platinum软件检测细毛羊毛囊组织差异表达蛋白质;通过质谱鉴定技术和数据库比对等方法开展细毛羊皮肤组织毛囊特异性蛋白质分类和功能鉴定。结果成功鉴定出94个差异蛋白质,其中,相同年龄超细型细毛羊和细型细毛羊皮肤毛囊组织中有73个差异蛋白质;不同年龄的超细型细毛羊毛囊组织中有21个差异蛋白质。按功能属性划分得到了角蛋白、分子伴侣类蛋白、细胞骨架结构类蛋白、14-3-3蛋白、蛋白酶类、肌球蛋白、血清白蛋白和其他蛋白8类功能蛋白。结果提示,应用生物信息学技术分析这些差异蛋白与羊毛纤维直径的内在联系,为优质细毛羊的培育提供直接有效的基因资源信息,对提高羊毛品质具有重要的意义。     

哺乳动物毛囊发育及调控研究进展

毛囊具有高度自我更新能力,是哺乳动物特有的皮肤构造,且是唯一呈终生周期性生长的器官。毛囊的发生始于胚胎期,皮肤上皮层细胞和下胚层细胞间的一系列相互作用诱导形成毛囊,之后毛囊进入周期性循环,包括生长、退行和休止3个阶段。毛囊的发育过程中受到复杂的网络调控。近年来,关于哺乳动物毛囊发育及调控机制的研究取得了较大进展。已有研究表明,毛囊的发生及循环过程中受到多种因子的调控,不同信号通路及miRNA和lncRNA相关基因的参与,构成了一个庞大而又复杂的网络调控图谱,每种调控因子间的相互促进及制约为毛囊的发生及循环提供了必要的保障。文章简述了人、羊及小鼠等哺乳动物毛囊形态发生、周期性循环及相关调控因子的研究进展,为更加全面地了解哺乳动物毛囊发育过程及调控机制提供了参考,同时对人工控制毛绒的周期生长进而提高毛绒产量和质量提供了思路。     

Hoxc13在哺乳动物毛囊发育调控中的研究进展

同源盒C13(Hoxc13)基因与毛囊发育和毛发性状的形成密切相关.在哺乳动物毛囊的周期性发育过程中,Hoxc13通过调控角蛋白关联蛋白(KAP)基因等来控制毛囊在生长期、退行期和休止期之间转换,进而直接控制毛发性状的形成和改变,对皮毛动物产业发展具有重要的经济意义.本文围绕Hoxc13的结构特点、生物学功能以及作用机...