microRNA调控鹿茸再生机制的研究进展

鹿茸是雄性鹿科动物马鹿和梅花鹿密生茸毛的茸角,是我国传统名贵中药材,具有很高的药用价值。鹿茸是唯一能够完全再生的哺乳动物附肢,其生长发育和再生具有特殊的机制,多种细胞和调控因子参与其中。文章对鹿茸再生的细胞基础以及microRNA对鹿茸生长发育调控的研究进展进行简要综述,为更好地研究鹿茸再生机制提供参考。     

鹿茸细胞生长因子的研究进展

梅花鹿或马鹿的鹿茸不仅是哺乳动物肢体再生领域的一种理想的研究模型,也是独一无二的再生哺乳动物器官。细胞生长因子在鹿茸快速生长过程中起着重要作用。文章对胰岛素生长因子、表皮生长因子、神经生长因子、转化生长因子、成纤维细胞生长因子、血管内皮细胞生长因子在鹿茸再生发育过程中的作用进行了简要综述。     

鹿茸再生及其分子调节机理研究进展

鹿茸是唯一可以周期性完全再生的哺乳动物器官,这种再生起源于骨膜干细胞。鹿茸再生伴随着皮肤、血管和神经的快速生成,而且多种多肽和生长因子参与其中,组成了一系列复杂而精密的信号调控通路。作者综述了鹿茸再生过程的组织学及分子信号通路研究现状,以信号转导通路为研究重点揭示鹿茸再生之谜,为更好地了解哺乳动物器官再生机制提供参考。     

miRNA调控鹿茸生长发育的研究进展

鹿茸是雄性鹿科动物(除驯鹿外)特有的能够周期性再生的器官,其生长发育受到多种因素的共同调控。miRNA(microRNA)是一类在真核生物中发现的内源性的具有调控功能的非编码RNA,在基因表达调控、细胞周期、生物体发育等方面发挥着重要的调控作用。本文从miRNA的相关技术、鹿茸组织中miRNA的鉴定、miRNA对生长因子的调控作用、miRNA对鹿茸细胞增殖的作用以及miRNA对鹿茸再生调控的研究几个方面就现有miRNA对鹿茸生长发育的研究进行总结和展望,为今后鹿茸生长发育机理的诠释具有一定的意义。     

半乳糖凝集素1的生物学功能及其在鹿茸再生过程中的作用研究进展

半乳糖凝集素1(galectin-1,GAL-1)是一种分子质量约为14 ku的β-半乳糖苷结合蛋白,分布于许多不同类型的细胞和组织中,在细胞内外均具有广泛的生物学活性,参与调节多种生理病理过程。GAL-1以剂量依赖性和细胞特异性双向调控细胞增殖,通过血管内皮生长因子受体2(vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2)途径促进血管的生成,参与机体的免疫调节,诱导T细胞凋亡、抑制T细胞增殖和抗原递呈细胞活化等。此外,GAL-1被认为是多种类型肿瘤的标志物,肿瘤细胞通过分泌GAL-1促进肿瘤内的血管生成和自身免疫逃逸。鹿茸是指鹿科动物头部衍生的未骨化密生茸毛的幼角,也是在自然界哺乳动物中迄今为止发现的唯一可实现周期性完全再生的骨质附属器官。鹿茸的再生是基于鹿茸干细胞增殖的过程,GAL-1在鹿茸干细胞中表达,并且鹿茸的再生过程与GAL-1生物学功能息息相关。然而,GAL-1在鹿茸再生过程中所扮演的角色仍待深入研究。作者综述了GAL-1的结构、生物学功能及其在鹿茸再生过程中的作用,以期为GAL-1和鹿茸再生机制的研究带来新的启示。     

梅花鹿Smad2与Smad4基因的克隆及其在鹿茸顶端组织的表达

为了从梅花鹿鹿茸顶端组织中克隆Smad2与Smad4基因的编码区(CDS)序列,分析其分子特性及在鹿茸顶端不同组织中的表达情况,试验采用TRIzol法提取鹿茸顶端组织总RNA,以PCR方法获得Smad2与Smad4基因,并利用生物信息学软件对其进行生物信息学分析,免疫组化法检测Smad2与Smad4基因在鹿茸顶端不同组织中的表达水平。结果表明:Smad2基因完整的CDS序列长度为1 404 bp,编码467个氨基酸,与牛、人、马和猪的Smad2核苷酸序列同源性分别为98.29%、94.52%、95.30%和95.51%;Smad4基因完整的CDS序列长度为1 662 bp,编码553个氨基酸,与牛、人、马和猪的Smad4核苷酸序列同源性分别为98.26%、94.89%、95.85%和95.97%;Smad2与Smad4蛋白的分子质量分别为52.24 ku与60.50 ku,理论等电点分别为6.13与6.50,均具有较强的亲水性;梅花鹿Smad2与Smad4基因在茸皮层、间充质层和软骨层中均有表达,在软骨层中表达水平较高。说明梅花鹿Smad2与Smad4基因在鹿茸软骨层中表达水平较高,对鹿茸再生发育具有一定的调节作用。     

快速生长期和骨化期梅花鹿茸生长中心间充质组织的差异表达基因筛选

为了研究东北梅花鹿茸不同生长时期生长中心间充质组织基因表达变化,试验采用Illumina测序技术和生物信息学方法对快速生长期和骨化期鹿茸生长中心间充质组织进行转录组测序、组装、比对和差异基因表达分析。结果表明:从快速生长期和骨化期鹿茸间充质组织中分别获得4. 45 Gb和4. 47 Gb的测序数据,测序质量值、Q20值分别为98. 39和98. 75;通过Trinity软件组装,分别获得40 963条和39 315条组装序列,平均长度分别为1 121,1 139 nt;通过与蛋白数据库进行比对和差异基因表达分析筛选出调控鹿茸快速生长和骨化的差异表达生长因子10种,差异表达转录因子13种和差异表达胶原15种。说明鹿茸快速生长和骨化受多种生长因子、转录因子和胶原分子的调控,这些生长调控因子的表达差异性与鹿茸的再生、快速生长及骨化过程存在着极大的相关性。     

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(P0.01),TMEM219-1005与TMEM219-1960基因相对表达量无显著差异(P0.05);高重量组TMEM219基因表达量显著高于低重量组(P0.05);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(P0.05),而IGFBP-3浓度显著低于低重量组个体(P0.05)。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。     

梅花鹿PTN基因cDNA克隆及表达分析

为了探究多效生长因子(PTN)基因在鹿茸生长发育中的调控作用,试验采用分子克隆技术得到包括PTN基因全部编码区的cDNA序列,并结合生物信息学方法、实时荧光定量PCR技术对其进行分析。结果表明:获得的PTN基因cDNA序列长度为750 bp,共编码168个氨基酸;PTN蛋白分子质量为18.93 ku,理论等电点为9.66,是信号肽介导的一种亲水性蛋白质;其二级结构以无规则卷曲为主,其次是α-螺旋和β-折叠,分别占47.62%、32.74%和19.64%;梅花鹿PTN基因在进化上较为保守,与白尾鹿、野猪、牛等偶蹄目动物亲缘关系较近,与斑纹海豚、豚鼠、人亲缘关系较远;实时荧光定量PCR分析显示,PTN基因在不同生长时期的鹿茸顶端间充质组织中表达差异显著,表达量在生长中期明显高于前期和后期。     

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。     

梅花鹿致敏与休眠鹿茸干细胞差异蛋白表达的2D-DIGE分析

旨在对梅花鹿(Cervus nippon)致敏鹿茸干细胞与休眠鹿茸干细胞表达蛋白进行差异筛选、鉴定及生物信息分析,为深入探讨鹿茸独特的再生分子调节机制奠定基础。本研究采用双向荧光差异凝胶电泳(Two-dimensional fluorescence difference in gel electrophoresis,2D-DIGE)分离蛋白样品;利用DeCyder 7.2分析软件对2D-DIGE图像进行统计学分析寻找差异表达蛋白;利用MALDI-TOF-MS(Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight tandem mass spectrometry)鉴定差异蛋白,通过Mascot软件搜索NCBInr数据库寻找匹配的蛋白;采用PANTHER(Protein Analysis Through Evolutionary Relationships)软件对差异蛋白进行聚类分析,REACTOME数据库分析差异蛋白所参与的信号通路。结果得到了致敏鹿茸干细胞与休眠鹿茸干细胞2D-DIGE图谱,致敏鹿茸干细胞与休眠鹿茸干细胞蛋白丰度相比较,比值≥1.1倍以及比值≤-1.1倍(P0.05)的差异蛋白点有159个,其中110个上调表达,49个下调表达,EDA(Extended data analysis)分析得到了多个Marker蛋白,质谱鉴定了84个差异蛋白质点,48个为阳性结果,共来自27种蛋白质。并对已鉴定蛋白进行了GO分析以及信号通路富集分析。致敏鹿茸干细胞与休眠鹿茸干细胞蛋白差异明显,质谱鉴定获得了来自多种可能与鹿茸再生相关的差异蛋白。由此可知,鹿茸再生是鹿茸干细胞从休眠到致敏的转化过程,需要多种蛋白分子以及信号通路的综合调控。     

梅花鹿茸角组织BSPⅡ基因全长cDNA的克隆及序列特征分析

从梅花鹿鹿茸尖端组织全长cDNA文库中克隆了与骨形成和骨改建有关的一种新的骨生长因子BSPⅡ基因的全长cDNA序列,并结合生物信息学方法和实时荧光定量RT-PCR技术对该基因的氨基酸序列及其在鹿茸尖端不同组织层的表达情况进行了分析。结果表明,BSPⅡ基因cDNA全长为1576bp,编码311个氨基酸。经生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白具有N端信号肽及跨膜区,相对分子质量为34100,理论等电点为4．05,其一级结构中谷氨酸所占比例最高;二级结构元件主要以α-螺旋和无规则卷曲为主;同源序列分析表明,梅花鹿与欧洲牛BSPⅡ氨基酸的相似性最高（93％）;多重序列比对显示,此蛋白的N-端和68～215、265～308位谷氨酸富集区高度保守;系统进化树显示,在该基因座位上梅花鹿与马的亲缘关系较近,来源于同一个分化支。实时荧光定量RT—PCR分析表明,该基因的表达与鹿茸组织的矿化进程呈显著正相关,推测该基因在鹿茸组织矿化过程中起到了重要的调节作用。     

蛋白质营养对梅花鹿鹿茸生长的研究进展

雄性梅花鹿的鹿茸是可以每年完全再生的器官,具有独特的研究价值.营养与鹿茸生长有着特殊的关系,饲料的营养状况影响着鹿及鹿茸的生长发育,蛋白质是梅花鹿必需的营养物质之一,日粮中合理利用蛋白质资源对减少蛋白质饲料的浪费具有重要意义.本文对生茸期梅花鹿蛋白质的营养需求及生长情况进行综述,分析蛋白质营养基因水平上可能的作用机制,...     

不同生长时期梅花鹿鹿茸转录组分析

本研究旨在探究不同生长时期梅花鹿鹿茸的转录组差异,丰富梅花鹿鹿茸转录组信息。选取5个生长时期(10、20、28、44、66d)的梅花鹿鹿茸组织作为试验样品,利用Illumina HiSeqTM2500高通量测序,并用测序评估、基因注释等生物信息学方法进行分析。结果,经过测序、转录本拼接获得了375 657条contigs,平均长度为688bp,329 946个unigenes,平均长度为534bp。通过比对Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-prot、KEGG、GO等7大数据库,90.07%unigenes得到了成功注释。其中39 674个(12.02%)基因成功注释到GO数据库,在level 2水平上共分为41个类别;17 732个(5.37%)基因成功注释到将KOG的26个类别中。对5个生长时期的鹿茸转录本文库进行比较分析,共发现了509个差异基因,其中407个差异表达基因成功注释到GO数据库中,主要为信号转导、氧化还原、转录调节、蛋白酶降解等生物学过程。其中转录调节基因PER1、EGR1的表达随着鹿茸的生长而增加,而GAS1则相反,随着鹿茸的生长而降低,推测PER1、EGR1、GAS1等转录因子在鹿茸生长过程中可能起着重要的调节作用。本研究利用高通量测序技术对不同生长时期的梅花鹿鹿茸组织进行了转录组测序和分析,筛选到了梅花鹿鹿茸在不同生长时期下的差异表达基因,并获得了差异表达基因的功能。     

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。     

miRNA调节乳腺组织脂肪代谢的研究进展

乳脂是影响乳品口感和营养价值的关键因素。乳腺组织脂肪代谢受到众多激素和信号分子的调控,其中microRNA(miRNA)作为乳脂代谢的重要调控因子受到持续关注。本文简要介绍了miRNA生物合成过程,总结了主要参与机体脂质代谢调控的miRNA,综述了近年来miRNA调节乳脂合成、转运、氧化及分泌等过程的相关研究进展,并对其靶基因和功能进行了梳理,以期为进一步研究乳腺组织脂肪代谢调控机制提供参考。     

鹿茸再生干细胞体外培养及核结合因子a1的检测

为了建立鹿茸再生干细胞的体外分离培养方法,进一步了解鹿茸再生、骨化等生理过程,本试验采用酶消化和组织块培养相结合的手段,成功进行了鹿茸再生干细胞的体外培养及传代扩增,对其生长曲线进行了初步分析,并对核结合因子a1(cbfa1)基因的表达情况进行了免疫细胞化学的分析,结果表明用酶消化和组织块培养法能够很好地获得鹿茸再生干细胞;鹿茸再生干细胞表达Cbfa1基因。     

梅花鹿茸重相关基因差异表达分析

通过分析不同茸重梅花鹿茸的差异表达基因,筛选可用于区分鹿茸重量的基因。以东丰县梅花鹿为试验对象,同一饲养条件下,采集不同梅花鹿的茸血,进行高通量测序,对差异表达基因进行GO、KEGG富集分析及qRT-PCR验证。结果表明：共有84个差异基因,其中,44个基因上调,40个基因下调。通过GO分析,这些基因共富集到318个条目,其中,分子功能118个、生物过程138个和细胞组分62个;通过KEGG分析,富集于细胞黏附分子(CAMs)、抗原加工递呈、Ⅰ型糖尿病等106条通路。通过P值筛选出8个基因进行qRT-PCR验证,趋势与测序数据相符,TRPC6基因在高产组的相对表达量高于低产组(P<0.01),有望成为筛选种公鹿的候选基因,为后续梅花鹿的良种选育提供理论基础。     

鹿茸角发育与再生机理

对鹿茸角发育与再生调节机理的研究进展进行了综述,并对与鹿茸角发育与再生相关的一些生理问题进行了探讨。已确认的与鹿茸角再生关系密切的重要分子有甲状旁腺激素相关肽、视黄酸、胰岛素样生长因子等,这些物质广泛分布于芽基及快速生长的鹿茸角内,可调节软骨细胞、成骨细胞及破骨细胞的分化。由于鹿茸角再生过程与生殖周期密切相关,性激素可能对这些因子在鹿茸角内的表达起调节作用     

鹿茸生长影响因子概述

鹿茸是雄性鹿科动物额角未骨化的角,具有完整的组织结构,每年可以完全再生。鹿茸的生长特性使其成为再生医学、癌症研究和关节软骨损伤修复研究的重要模型,然而鹿茸再生和快速生长的调控机制研究还不透彻。鹿茸的生长发育过程非常复杂,受到营养、品种、年龄、体内不同激素、各种气候条件和相关因子等的调控。本文对鹿茸的研究现状作以概述,为鹿茸研究工作者提供理论依据。