济宁青山羊毛囊不同发育期FGF5基因表达及毛囊体外培养研究

摘要

济宁青山羊是我国特有的具有独特毛色和花形的羔皮和裘皮用山羊品种。为揭示其皮肤毛囊的发育性变化规律及其候选基因的差异表达对皮肤毛囊生长和发育的影响，本研究采用组织学、细胞培养和实时荧光定量PCR等分子细胞生物学技术，对青山羊不同发育阶段皮肤毛囊的组织结构及其发育性变化规律和皮肤组织中成纤维细胞生长因子5(FGF5)基因的相对表达量进行了比较研究;探讨了与山羊毛囊发育基因表达调控机制;优化了所构建的毛囊体外培养体系，探讨了类胰岛素生长因子-1（IGF-1）和催乳素(PRL)对体外培养毛囊形态发育和生长的影响。研究结果可为山羊毛用性状的改良提供遗传数据和理论依据。主要研究内容和结果如下:
　　经过采用组织学与显微观测技术，比较研究了济宁青山羊胎儿（妊娠80-85天）、猾子皮（出生后3天）、羔羊皮（出生后30天）和1龄成年羊皮肤毛囊的组织学结构，以及成年羊皮肤不同部位的组织学差异，结果表明:胎儿羊（妊娠80-85天）胚胎性表皮分化为三层并增厚，在表皮区可以发现次级毛囊毛基的发生;小猾皮毛囊层中的胶原纤维纵横交错，与网状层相比排列较为紧密;猾子皮的毛囊组织间隙较大，密度较稀，初级毛囊发达，次级毛囊较少。猾子皮每个毛囊群仅由2-3个初级毛囊和1-2个次级毛囊组成;羔羊皮毛囊层和网状层明显增厚，有粗大的胶原纤维束分布其中。
　　以荧光定量PCR技术，检测了FGF5 mRNA在不同生长时期青山羊皮肤组织中的差异表达，结果发现，FGF5基因的mRNA表达量有先升高后降低的规律，在3日龄时达到最大值，以后逐渐降低，在成年时期又略有回升。结合不同时期青山羊的毛囊发育性变化规律可知，在3日龄即猾子皮时期，毛囊密度和毛囊直径都较小，皮肤的厚度较薄，此时的FGF5 mRNA的表达量最高。可见，FGF5的表达量与毛囊数目和毛囊密度成显著负相关(p＜0.05)，说明FGF5对毛囊发育密切相关。
　　对济宁青山羊不同发育阶段皮肤中IGF-1的差异表达进行定量分析，结果发现，IGF-1在不同发育时期的皮肤中均有表达，且在羔羊皮中的表达量最高;随着发育的进行，呈现先升后降的趋势，在2月龄时达到最大值，之后逐渐下降，但是，到了成年又有一定的提升。
　　在山羊毛囊体外培养的实验中发现，在31.5℃培养温度下，向无血清的Williams E培养基中添加2-10 ng/mL的PRL和IGF-1细胞因子有促进毛囊发育和毛发生长的作用。这可能与PRL和IGF-1均具有促进细胞增殖分裂、促进毛发形成、调控毛囊生长发育的功能有关。但是，对于山羊活体皮肤埋植这些细胞因子或通过增加这些细胞因子的分泌能否促进毛囊、毛发生长，还有待进一步研究。
　　研究结果为揭示青山羊皮肤毛囊发育的分子遗传机理以及建立和完善山羊毛囊体外培养体系奠定了基础。