Tβ4在绒山羊毛囊生长发育过程中的功能研究
发布时间：2021-03-29 13:04
绒山羊是我国珍贵的家畜遗传资源,其中的阿尔巴斯绒山羊经过长期自然选择和人工选育成为了世界一流的品种,其羊绒在国际上享有“纤维宝石”、“软黄金”的盛誉。然而长期以来,由于没有对该品种形成科学的种质资源保护意识,盲目将当地品种与外来品种杂交,导致种群资源呈现退化趋势。为进一步保护和开发该优良种质资源,利用现代生物育种技术培育优质高产绒量绒山羊,成为了该品种种质资源保护和创新利用的有效方式。毛囊的生长发育对羊绒产量和品质具有重要影响,因此,筛选研究影响毛囊生长发育的关键基因成为突破重点。本研究以探究Tβ4在绒山羊毛囊生长发育过程中的功能为目标,从三个层面纵深开展研究。一、目标基因的筛选及对其在绒山羊毛囊细胞模型上的功能研究为筛选鉴定影响绒山羊毛囊生长发育的关键基因,深入分析了绒山羊毛囊静止期和生长期的皮肤样本和两个时期的次级毛囊毛乳头细胞（dermal papilla cells of secondary hair follicle,SHF-DPC）的高通量转录组测序数据,将四个数据集的80个共同差异表达基因（differentially expressed genes,DEG）作为初步筛选...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
毛囊的结构和相关术语毛干（HS）由髓质层（M）、皮质层（Cx）和角质层（Ce）组成
文献综述Tβ4在毛囊生长发育过程中功能的研究进展343个氨基酸残基组成，其含量较多的氨基酸残基是谷氨酸和甘氨酸（见图2）[19,20]。蛋白构象分析显示，在Tβ4氨基酸序列的4-15位及30-40位，出现高度螺旋现象；在18-30位及31-43位，会出现内部重叠现象。N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline（ac-SDKP）是Tβ4的N-末端氨基酸残基序列，可通过利用脯氨酰寡肽酶或AspN样蛋白酶直接裂解脯氨酸和天冬氨酸间的化学键获得[21]。核磁共振分析显示，Tβ4在水溶液中主要以α螺旋形式存在，其结构松散。当水溶液的pH值在4.5-7.5，温度在5-40℃之间时，其二级结构很难被鉴定[22]。此外，Tβ4除了与G-肌动蛋白具有亲和力外，它与F-肌动蛋白也能够形成复合物[23]。图2.胸腺素β的示意图（A）比较在人类体内主要表达的β-thymosins序列。蛋白水解（橙色箭头）生成乙酰化的四肽。Tβ4和Tβ10的甲硫氨酸残基可被氧化为甲硫氨酸亚砜残基（橙色字母）。谷氨酰胺残基（绿色字母和箭头标记）是谷氨酰胺转胺酶反应中的谷氨酰基供体。（B）Tβ4的二级结构。胸腺素β在水溶液中结构松散、不稳定。肌动蛋白结合基序（-LKKTET-）被认为是胸腺素β与G-肌动蛋白最先结合的部位。G-肌动蛋白诱导形成胸腺素β的两个螺旋结构（简化图）。Tβ4的1至5残基与G-肌动蛋白子域3相互作用。Tβ4的N端螺旋结构与G-肌动蛋白子域1相互作用。N端和C端螺旋之间的残基在子域2上展开。C端螺旋连接子域2且可闭合子域2和4间的缝隙。Tβ4以扩展的构象与G-肌动蛋白结合，并因此通过空间位阻来阻止盐诱导的肌动蛋白聚合。
蚯?盏夹?成毛母质细胞并最终分化为毛干。这提示我们内源性Tβ4可能与早期毛囊干细胞的分化有一定关系。为进一步验证这一猜测，Philp团队从大鼠触须的毛囊隆突区分离培养获得了角化细胞。该细胞在一定程度上可以代表毛囊干细胞，其中角质蛋白15（keratin15）是其特异性分子标志物。Philp发现在角化细胞培养到7-10天后可以检测到Tβ4的表达。同时，在对细胞进行外源性Tβ4处理后，keratin15的表达随之下降，这说明内源性Tβ4可激活毛囊周期转变并通过促进毛囊干细胞及其子代细胞的迁移与分化影响毛囊的生长发育（见图3）。图3.Tβ4通过激活毛囊干细胞促进毛囊生长发育[28]（A）在毛囊静止期，少量毛囊隆突区细胞表达Tβ4。（B）在毛囊生长早期，表达Tβ4的毛囊隆突区细胞增多，并发现一些细胞向毛囊隆突区和毛球间转移。（C）在毛囊生长晚期，在毛球区发现大量Tβ4表达阳性细胞。（D）在毛囊退行期，理论上Tβ4表达阳性细胞的数量会减少。Philp团队研究表明，在此过程中，Tβ4阳性细胞的表达模式与毛囊干细胞相似[28]。Figure3.Tβ4increaseshairgrowthbyactivationofhairfolliclestemcells.(A)LowlevelsofTβ4wereobservedinfolliclesatthetelogenphase.Inthesefollicles,Tβ4expressionwasconfinedtoasmallnumberofcellsresidinginthebulgeregion.(B)HairfollicletransitiontoearlyanagenphasewasassociatedwithanincreasednumberofTβ4-expressingcellsinthebulgeregion.Moreover,someTβ4-positive-stainedcellsweredetectedinthelowerpartofthefollicle,betweenthebulgeandbulbarea.(C)Atlateanagenphase,asignificantnumberofthecellslocatedinthelowerfollicleexpressedTβ4.(D)Atcatagenphase,thenumberofTβ4-expressingcellsshouldtheoretica
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代生物技术在阿尔巴斯绒山羊繁育和种质资源保护中的应用[J]. 刘东军,宫韶铬,戴柏. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]牛体外受精卵的移植及妊娠产犊[J]. 旭日干,张锁链,薛晓先,廛洪武,庞也非,斯琴. 科学通报. 1990(21)
[3]绵羊体外成熟、体外受精卵的体外发育及移植后的产羔[J]. 旭日干,张锁链,薛晓先,廛洪武,海青兰,李喜和,刘东军,斯琴. 内蒙古大学学报(自然科学版). 1989(04)
博士论文
[1]五指山近交系小型猪骨髓和脐带间充质干细胞的全基因组甲基化和转录组联合分析[D]. 吴添文.中国农业科学院 2014
本文编号：3107595
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
毛囊的结构和相关术语毛干（HS）由髓质层（M）、皮质层（Cx）和角质层（Ce）组成
文献综述Tβ4在毛囊生长发育过程中功能的研究进展343个氨基酸残基组成，其含量较多的氨基酸残基是谷氨酸和甘氨酸（见图2）[19,20]。蛋白构象分析显示，在Tβ4氨基酸序列的4-15位及30-40位，出现高度螺旋现象；在18-30位及31-43位，会出现内部重叠现象。N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline（ac-SDKP）是Tβ4的N-末端氨基酸残基序列，可通过利用脯氨酰寡肽酶或AspN样蛋白酶直接裂解脯氨酸和天冬氨酸间的化学键获得[21]。核磁共振分析显示，Tβ4在水溶液中主要以α螺旋形式存在，其结构松散。当水溶液的pH值在4.5-7.5，温度在5-40℃之间时，其二级结构很难被鉴定[22]。此外，Tβ4除了与G-肌动蛋白具有亲和力外，它与F-肌动蛋白也能够形成复合物[23]。图2.胸腺素β的示意图（A）比较在人类体内主要表达的β-thymosins序列。蛋白水解（橙色箭头）生成乙酰化的四肽。Tβ4和Tβ10的甲硫氨酸残基可被氧化为甲硫氨酸亚砜残基（橙色字母）。谷氨酰胺残基（绿色字母和箭头标记）是谷氨酰胺转胺酶反应中的谷氨酰基供体。（B）Tβ4的二级结构。胸腺素β在水溶液中结构松散、不稳定。肌动蛋白结合基序（-LKKTET-）被认为是胸腺素β与G-肌动蛋白最先结合的部位。G-肌动蛋白诱导形成胸腺素β的两个螺旋结构（简化图）。Tβ4的1至5残基与G-肌动蛋白子域3相互作用。Tβ4的N端螺旋结构与G-肌动蛋白子域1相互作用。N端和C端螺旋之间的残基在子域2上展开。C端螺旋连接子域2且可闭合子域2和4间的缝隙。Tβ4以扩展的构象与G-肌动蛋白结合，并因此通过空间位阻来阻止盐诱导的肌动蛋白聚合。
蚯?盏夹?成毛母质细胞并最终分化为毛干。这提示我们内源性Tβ4可能与早期毛囊干细胞的分化有一定关系。为进一步验证这一猜测，Philp团队从大鼠触须的毛囊隆突区分离培养获得了角化细胞。该细胞在一定程度上可以代表毛囊干细胞，其中角质蛋白15（keratin15）是其特异性分子标志物。Philp发现在角化细胞培养到7-10天后可以检测到Tβ4的表达。同时，在对细胞进行外源性Tβ4处理后，keratin15的表达随之下降，这说明内源性Tβ4可激活毛囊周期转变并通过促进毛囊干细胞及其子代细胞的迁移与分化影响毛囊的生长发育（见图3）。图3.Tβ4通过激活毛囊干细胞促进毛囊生长发育[28]（A）在毛囊静止期，少量毛囊隆突区细胞表达Tβ4。（B）在毛囊生长早期，表达Tβ4的毛囊隆突区细胞增多，并发现一些细胞向毛囊隆突区和毛球间转移。（C）在毛囊生长晚期，在毛球区发现大量Tβ4表达阳性细胞。（D）在毛囊退行期，理论上Tβ4表达阳性细胞的数量会减少。Philp团队研究表明，在此过程中，Tβ4阳性细胞的表达模式与毛囊干细胞相似[28]。Figure3.Tβ4increaseshairgrowthbyactivationofhairfolliclestemcells.(A)LowlevelsofTβ4wereobservedinfolliclesatthetelogenphase.Inthesefollicles,Tβ4expressionwasconfinedtoasmallnumberofcellsresidinginthebulgeregion.(B)HairfollicletransitiontoearlyanagenphasewasassociatedwithanincreasednumberofTβ4-expressingcellsinthebulgeregion.Moreover,someTβ4-positive-stainedcellsweredetectedinthelowerpartofthefollicle,betweenthebulgeandbulbarea.(C)Atlateanagenphase,asignificantnumberofthecellslocatedinthelowerfollicleexpressedTβ4.(D)Atcatagenphase,thenumberofTβ4-expressingcellsshouldtheoretica
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代生物技术在阿尔巴斯绒山羊繁育和种质资源保护中的应用[J]. 刘东军,宫韶铬,戴柏. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]牛体外受精卵的移植及妊娠产犊[J]. 旭日干,张锁链,薛晓先,廛洪武,庞也非,斯琴. 科学通报. 1990(21)
[3]绵羊体外成熟、体外受精卵的体外发育及移植后的产羔[J]. 旭日干,张锁链,薛晓先,廛洪武,海青兰,李喜和,刘东军,斯琴. 内蒙古大学学报(自然科学版). 1989(04)
博士论文
[1]五指山近交系小型猪骨髓和脐带间充质干细胞的全基因组甲基化和转录组联合分析[D]. 吴添文.中国农业科学院 2014
本文编号：3107595
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