基于转录组测序筛选疆南绒山羊次级毛囊周期发育相关的circRNA

【目的】探讨疆南绒山羊皮肤毛囊的生长发育机制,加深对次级毛囊发育相关候选基因遗传调控和功能的认识,为指导疆南绒山羊后期培育,改善其绒产量提供参考。【方法】利用高通量测序技术对疆南绒山羊次级毛囊生长期、退行期和休止期皮肤组织中环状RNA(circRNA)进行分析,筛选出不同比较组的差异表达circRNA(DE circRNA),对其宿主基因进行GO功能、KEGG通路及蛋白互作(PPI)分析,并联合前期转录组数据构建竞争性内源RNA(ceRNA)网络。【结果】在9个疆南绒山羊皮肤组织中共鉴定到2482个circRNAs。其中包含138个DE circRNAs,退行期和生长期、退行期和休止期、休止期和生长期比较组中分别存在54、74、65个DEcircRNAs。GO功能和KEGG通路分析揭示,DEcircRNA宿主基因主要富集在细胞黏附、整合素介导信号通路、细胞整合素复合物等功能通路,以及一些与毛囊生理过程有关的信号通路,如MAPK、TGF-beta、Hedgehog等。结合PPI网络推测14个circRNAs可能参与调控疆南绒山羊皮肤次级毛囊生长发育。通过6个DEcircRNAs、20个DE miRNAs、3个DEmRNAs和2个DElncRNAs构建了疆南绒山羊ceRNA网络。【结论】本研究通过转录组测序筛选出与疆南绒山羊次级毛囊周期发育相关的关键circRNAs,包括novel-gene5238-2、novel-gene7855-1、novel-gene4455-1等。研究结果为circRNA在绒山羊次级毛囊发育中的生物学功能和调控特性提供理论依据,也为疆南绒山羊育种提供了新的方向。

Wnt10b在小鼠毛囊周期中的表达

目的初步探讨Wnt10b在小鼠毛囊生长周期中的表达变化规律及其意义。方法首先用RT-PCR检测Wnt10b在小鼠皮肤中的表达情况,然后以免疫组化检测Wnt10b在毛囊生长周期各阶段的表达定位及变化,同时检测了核增殖抗原Ki67在毛母质中的表达情况。结果Wnt10b在生后第1周期生长期皮肤的mRNA表达量显著高于退化期和静止期(P<0.01),生长中期达到峰值,退化期和静止期呈低表达;第2周期生长早期表达量略高于退化期和静止期。Wnt10b蛋白特异性表达于生长期毛囊的毛母质(Matrix)部位;退化期和静止期在整个毛囊都不表达;第2周期生长早期主要表达于毛囊次级毛芽。Ki67在毛母质中的表达变化情况与Wnt10b具有一致性。结论Wnt10b的表达具有严格的时空特异性,生后第1周期特异性表达于生长期毛囊的毛母质细胞,第2周期生长早期表达于毛母质细胞的祖细胞次级毛芽,提示Wnt10b可能对毛母质细胞增殖起作用,进而调控毛囊的生长并维持毛囊周期。

斑秃皮损的炎症浸润和毛囊周期改变特征

目的观察斑秃皮损炎症细胞的分布情况以及毛囊周期改变特点,初步探讨嗜酸性粒细胞和肥大细胞在斑秃皮损形成中发挥的作用。方法回顾分析136例斑秃患者临床表现、实验室检查、皮损病理改变,对组织片进行吉姆萨和免疫组化染色,观察嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞的分布特点,以及毛囊周期改变特点。结果 73.5%(100/136)斑秃患者的脱发皮损可见毛囊周围蜂窝状炎症浸润,多为病程短、处于疾病活动阶段患者。47.8%(65/136)斑秃患者存在嗜酸性粒细胞浸润,其中弥漫型斑秃患者皮损发生的概率较高。真皮浅深层比较,肥大细胞的数目及活化比例在深层毛囊周围多于浅层毛囊,而在浅深层血管周围则无区别。在浅层血管周围的肥大细胞数目以及深层毛囊活化肥大细胞数与血清IgE呈正相关关系。血管周围的真皮浅层CD8+T淋巴细胞浸润和真皮深层血管周围CD3+、CD4+T淋巴细胞浸润在活动期高于稳定期皮损。毛囊的终毛/毳毛比例方面,亚全秃/全秃/普秃患者较斑片型、弥漫型为低,病程大于2年较病程小于3个月者的比例低。脱发面积≤50%患者的终毛/毳毛比例均高于脱发面积76%～100%组。结论斑秃皮损中嗜酸性粒细胞、肥大细胞和CD8+T淋巴细胞浸润与斑秃毛囊终毛/毳毛比例降低和疾病活动性相关,真皮浅层血管周围的炎症浸润明显,说明这些细胞和真皮浅层在斑秃发病起重要作用。

小鼠毛囊周期中表皮朗格汉斯细胞及树突状表皮T细胞的变化

目的：观察拔毛诱导的小鼠毛发周期中毛囊间表皮LC及DETC的密度及形态变化，探讨二者与毛囊周期的关系。方法：选用自然休止期C57BL／6小鼠，拔毛诱导毛发进入生长期，应用ABC免疫组化法连续观察毛囊间表皮LC及DETC的密度及形态变化。结果：（1）密度变化：拔毛后1天LC及DETC与拔毛前无明显变化。拔毛后第2天开始二者密度较拔毛前升高（P〈0．05），拔毛后第4～8天二者密度最高（P〈0.01），以后逐渐下降，至拔毛后第17～20天二者密度基本恢复到拔毛前数值。（2）形态变化：拔毛前后2天内，多数LC及DETC胞体小，树突短小不明显；第4～8天，二者多数细胞体大，树突多且粗大，分枝明显；9～16天，胞体大小不一，树突变细；17～20天，胞体较小，树突短小。结论：拔毛诱导的小鼠毛发周期中毛囊间表皮LC及DETC的密度及形态变化与毛囊周期具有相关性。这种变化在皮肤免疫应答中可能起重要作用.

毛囊周期性中肿瘤坏死因子受体1的表达

目的探讨肿瘤坏死因子受体1(TNFR-1)在毛囊周期中表达的规律及意义。方法采用石蜡切片免疫荧光、Western blot、RT-PCR检测小鼠毛囊生长期(出生后8、15 d,P8d、P15d)、退化期(出生后18 d,P18d)和静止期(出生后24 d,P24d)各时期TNFR-1的表达情况;免疫荧光检测毛囊细胞分化标记物AE13的周期性表达;TUNEL检测毛囊周期中的细胞凋亡情况。结果在4个时相点的皮肤中TNFR-1都存在不同强度的表达,RT-PCR与Western blot检测结果呈现出一致的规律,即从生长期中期(P8d)到生长期末期(P15d)呈现高表达趋势,退化期(P18d)和静止期(P24d)表达减弱并维持较低水平表达。免疫荧光的结果显示:TNFR-1表达在生长期主要表达于表皮层,毛囊的毛干和内根鞘以及毛母质,生长末期在外根鞘还出现明显表达;退化期在外根鞘、毛干及表皮层有表达,在次级毛芽出现很强的特异性表达;在静止期表皮层及杵状毛中呈现弱表达。AE13在生长期主要表达于表皮层以及毛干的皮质和毛小皮;退化期在毛干尤其是毛干基部端(即角质化区域和杵状毛形成区)强表达;在静止期弱表达于表皮层及杵状毛中。TUNEL检测凋亡结果显示:在生长期TUNEL阳性染色主要出现在表皮层,毛囊的毛干、内根鞘以及毛母质,生长末期还出现在外根鞘;在退化期出现在外根鞘、表皮层以及毛干基部端;在静止期P24d出现在表皮层、杵状毛、bulge区和皮脂腺。结论 TNFR-1表达于毛囊的各个时期,生长期中期到生长期末期呈现高表达趋势,退化期和静止期表达减弱并维持较低水平表达,其表达与毛囊细胞终末分化和凋亡有关。

mTOR复合物组分Raptor和Rictor在小鼠毛囊周期中的表达与定位

目的:探讨哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)复合物组分Raptor和Rictor在小鼠毛囊周期中的表达与定位及其意义。方法:通过增殖标志物Ki-67的免疫荧光染色确定所用出生后不同时间的小鼠背部皮肤与所报道的毛囊周期阶段是否准确对应。采用real-time PCR技术检测Raptor和Rictor mRNA在出生后43 d(P43,静止期早期)、56 d(P56,静止期中期)、69 d(P69,静止期末期)、74 d(P74,生长期早期)中的表达情况;采用免疫荧光共染技术进一步检测Raptor和Rictor蛋白在上述各个时期中的表达与定位。结果:Ki-67免疫荧光结果表明所选取的小鼠皮肤与其所处毛囊周期阶段准确对应。Real-time PCR和免疫荧光检测结果表明:Raptor和Rictor mRNA在毛囊周期各时期的毛囊中表达差异无统计学意义(P>0.05);Raptor特异表达于毛囊隆突部的毛囊干细胞中,而Rictor主要表达在毛囊内根鞘中。结论:Raptor和Rictor的表达水平在毛囊周期各时期并未见明显差异,但Raptor会特异表达于毛囊干细胞中,而Rictor特异表达在内根鞘中,提示Raptor可能是毛囊干细胞的分子标志物之一,Rictor可能参与内根鞘的维持及毛干的形成。

基于转录组测序筛选和田羊毛囊周期性变化过程中差异表达miRNAs以及初步分析

为了探讨miRNAs在和田羊毛囊周期性变化中皮肤组织的表达差异,同时预测其在和田羊毛囊周期性变化过程中发挥的潜在功能。本研究选取和田羊毛囊周期性变化的生长期(P1、5月份、n=3)、退行期(P2、10月份、n=3)以及休止期(P3、次年1月份、n=3)的皮肤毛囊组织为材料进行转录组测序和分析。结果共鉴定了143个已知miRNAs并预测了759个新miRNAs,显示相较于P1组,P2组共鉴定了173个显著差异表达miRNAs,其中包含7个显著上调的miRNAs与166个显著下调的miRNAs;而在P3组中鉴定了243个差异表达miRNAs,其中包含28个显著上调的miRNAs与215个显著下调的miRNAs;相较于P2组,P3组共鉴定了71个显著差异表达miRNAs,其中包含23个显著上调的miRNAs与48个显著下调的miRNAs。针对差异表达miRNAs进行靶基因预测和功能分析,发现靶基因显著富集在与毛囊发育相关的激素水平调节、细胞分解代谢、周期蛋白结合、骨细胞发育等GO条目中以及与毛囊发育相关的AMPK、Hedgehog、TNF等信号通路中。在和田羊毛囊周期性变化过程中差异表达miRNAs可能通过以上通路调控靶基因的表达进而参与和田羊毛囊的周期性变化过程。

JNK在小鼠毛囊周期中的动态表达

目的研究JNK在生后小鼠背皮毛囊周期中的表达规律及探讨其对毛囊周期的调控作用。方法选择生后不同时期(1、7、14、16、21、31 d)C57BL/6J小鼠54只,采用RT-PCR技术,检测JNK mRNA在小鼠背皮毛囊周期中的表达情况;采用Western blot和免疫组化技术,进一步检测JNK蛋白在毛囊周期中的表达规律。结果 RT-PCR检测结果表明,在毛囊周期中,JNK1在生长早期(生后7、31 d)表达最强,退化期(生后16 d)和静止期(生后21 d)维持较弱的表达;JNK2在各时相点均有中等强度表达。单因素方差分析显示,JNK1的表达水平在生长早期(0.99±0.02)与静止期(0.30±0.01)间存在显著差异(P<0.05),JNK2在生长早期(0.77±0.01)与退化期(0.97±0.03)间存在显著差异(P<0.05)。Western blot与RT-PCR检测结果一致。免疫组化结果显示,在毛囊生长期,JNK主要表达于毛母质和外根鞘;进入退化期,JNK表达于外根鞘和上皮索;静止期毛囊中无表达。结论 JNK在毛囊周期中呈动态表达模式,生长期JNK可能通过影响毛母质细胞的增殖和/或分化来调节毛囊生长;退化期JNK可能涉及毛囊细胞的凋亡过程。

成纤维细胞生长因子-5对毛囊周期的调控作用研究进展

毛囊是皮肤重要的附属器官,是毛发形成和生长的基础。毛囊具有周期性生长的特点,每个毛囊周期包括生长期、退行期和休止期。毛囊周期由多种信号控制,成纤维细胞生长因子(Fibroblast Growth Factors,FGFs)家族的多个成员在毛囊周期调节中起至关重要的作用,其中FGF5在毛囊周期的生长末期高表达,是结束毛囊生长期,推动其进入退行期的重要因子,抑制FGF5的基因表达或拮抗其活性能够阻止毛囊进入退行期,延长毛囊生长期,起到促进毛发生长和防止脱发的作用,因此,FGF5已成为育发防脱的重要靶标。

Caspase-3在小鼠毛囊周期中的表达及激活规律的研究

目的探讨Caspase-3及其激活体Active Caspase-3在C57BL/6小鼠毛囊周期中表达的变化规律及意义。方法采用石蜡切片,免疫组织化学S-P法,检测C57BL/6(B6)小鼠出生后11d(毛囊生长期)、16d(毛囊退化早期)、18d(毛囊退化晚期)、24d(毛囊静止期)等各个时相点背皮毛囊Caspase-3及其激活体Active Caspase-3的表达变化。结果小鼠Caspase-3及其激活体Active Caspase-3在毛囊中表达均从生长期到退化期增加,到静止期又减弱。在整个毛囊周期的各个时相点,Active Caspase-3的表达要低于Caspase-3的表达,特别是在生长期和退化期初期的内外根鞘中,Active Caspase-3的表达要明显低于Caspase-3的表达。结论 Caspase-3及其激活体Active Caspase-3的产生具有严格的时空特异性,提示毛囊的增殖与凋亡的平衡依赖于Caspase-3通过其激活体来调节。

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。

本溪型辽宁绒山羊皮肤毛囊全年周期性发育研究

为揭示本溪型辽宁绒山羊皮肤毛囊全年周期性发育规律,本实验于2018年9月—2019年8月一个生物年内的各个月份采集2只羊的体侧部位皮肤,利用Sacpic染色观察并研究2.5岁本溪型辽宁绒山羊成年母羊皮肤毛囊的年周期变化。结果表明:5月时本溪型辽宁绒山羊成年母羊的表皮层厚度最大,而真皮层厚度最低,8月时表皮层厚度最低,而真皮层厚度最高;真皮厚度/表皮厚度比值与真皮层的变化规律一致。初级毛囊、次级毛囊的深度和宽度,初级、次级毛囊密度以及初级毛囊密度与次级毛囊密度比值(S/P)的变化规律一致,均在每年8月达到最大值,而5月为全年最低值;初级毛囊和次级毛囊均在每年的8月达到峰值,随后逐月下降,至次年5月达到最低值,随后又逐渐上升。

IGF-1和IGF-2在成年牦牛皮肤毛囊生长周期中的表达与定位

为探究胰岛素样生长因子1(IGF-1)和胰岛素样生长因子2(IGF-2)对成年牦牛皮肤毛囊生长周期转换的影响,本研究采集成年牦牛毛囊生长期、退行期和休止期的皮肤,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、蛋白免疫印迹(Western blot)和免疫组织化学(IHC)方法检测IGF-1和IGF-2在毛囊生长周期过程中皮肤的表达与定位。qRT-PCR结果显示,IGF-1和IGF-2 mRNA转录水平均在毛囊生长期皮肤中最高,在休止期皮肤中最低,且在各个时期之间差异显著(P<0.05)。Western blot结果表明,IGF-1和IGF-2蛋白表达量均在毛囊生长期皮肤中最高,且显著高于毛囊退行期和休止期皮肤(P<0.05)。IHC结果显示,IGF-1和IGF-2在毛囊生长期、退行期和休止期皮肤中表达位置基本相同,主要定位于皮肤表皮、毛囊外根鞘和毛母质细胞。综上所述,IGF-1和IGF-2都参与毛囊生长周期的调控,并具有协同作用的关系,且该过程可能通过影响上皮细胞的活性来促进毛囊的生长。本研究结果为进一步探讨IGF-1和IGF-2在牦牛毛囊周期循环中的调控机制提供了理论依据。

IGF1和IGF1R在小鼠第一个毛囊生长周期皮肤的表达

毛囊生长周期中,真皮乳头和毛基质间的基质-上皮信号调控细胞的增殖和分化。多功能细胞调控因子胰岛素样生长因子1(IGF1)是该信号路径的成员之一。第1个毛囊生长周期决定着毛囊的正常生长和发育,但IGF1在此期的作用未见报道。实时荧光定量PCR结果显示,IGF1在生长期皮肤中的相对表达量最低,在退化期表达量最高,在静止期表达量又降低。与生长初期相比,IGF1在退化期和静止期的表达量呈差异极显著(P<0.01);胰岛素样生长因子1受体(IGF1R)在生长期皮肤中的相对表达量最高,在退化期表达量最低,而在静止期表达量又升高。与生长初期相比,IGF1R在退化期和静止期的表达量呈差异极显著(P<0.01)。Western印迹结果显示,IGF1和IGF1R蛋白在小鼠皮肤第1个毛囊生长周期各阶段的表达趋势分别与其mRNA的表达趋势一致;免疫组织化学结果表明,IGF1主要分布在小鼠表皮,而IGF1R免疫阳性在小鼠毛囊毛球部、内外根鞘和毛乳头均有分布。以上实验结果揭示,IGF1和IGF1R在小鼠皮肤第1个毛囊生长周期的各阶段的差异性表达,可能在毛囊生长周期各阶段的转化过程中参与了黑色素的形成。然而,IGF1和IGF1R表达趋势不一致,提示IGF1在小鼠皮肤中发挥作用时,并非只与IGF1R结合才能发挥作用。

miRNA在调控皮肤和毛囊发育中的作用

表皮发生和毛囊的周期性再生涉及一系列基因的激活和沉默。近年来的研究表明,miRNA的表达谱在表皮和毛囊组织中存在组织特异性,在毛囊周期性发育中存在阶段特异性。大量miRNA参与表皮和毛囊的发生,色素的沉着以及毛囊的周期性发育过程,不同类型细胞中的miRNA通过与信号通路和调控因子相互作用形成了一个全方位、多层次的网络调控系统。文章综述了miRNA调控表皮内稳态和毛囊周期性发育的一些研究进展,旨在丰富miRNA参与的基因调控网路的研究,进而为人工调控miRNA进行疾病治疗和分子育种提供帮助。

小鼠毛囊再生与胸腺素β4的促进效应

背景:近年来研究表明,胸腺素β4与毛囊的生长发育和毛发的生长周期有着密切关系,但其作用机制尚不清楚。目的:探讨胸腺素β4通过Wnt信号通路作用于毛囊干细胞对毛囊再生的促进作用。方法:将实验小鼠随机分为低剂量胸腺素β4组、高剂量胸腺素β4组和对照组,使用松香/石蜡混合制剂建立脱毛模型。低剂量胸腺素β4组和高剂量胸腺素β4组给药浓度分别为0.3μg/50μL和3μg/50μL,对照组给予等量PBS,每隔12 h给药1次,均匀涂抹于小鼠脱毛背部。应用大体照相、苏木精-伊红染色、免疫组化及原位杂交技术,观察毛发生长情况,检测不同时间点和不同给药浓度下小鼠毛囊根部细胞β-catenin、LEF-1 mRNA的表达水平。结果与结论:低剂量胸腺素β4组毛发再生速度高于高剂量胸腺素β4组和对照组。苏木精-伊红染色显示在脱毛初期,各组小鼠真皮和皮下脂肪层有一定炎性细胞浸润,9 d时,低剂量胸腺素β4组生长期毛囊数量明显多于高剂量胸腺素β4组和对照组。免疫组织化学和原位杂交结果分别显示β-catenin和LEF-1 mRNA主要表达于毛囊隆突部和外根鞘处细胞的胞浆中,经积分吸光度分析发现低剂量胸腺素β4组阳性细胞数量和染色强度高于高剂量胸腺素β4组和对照组(P<0.05),高剂量胸腺素β4组与对照组间差异无显著性意义。结果显示低剂量的胸腺素β4可以增加部分毛囊外根鞘处细胞内β-catenin和LEF-1 mRNA的表达。胸腺素β4可以促进毛囊再生的机制可能与影响Wnt信号通路有关。

毛囊免疫赦免

免疫赦免并非是完全被动的简单免疫耐受过程,它是涉及多重机制并相互作用的主动免疫调控过程。毛囊是一个独特的免疫赦免器官,其免疫赦免随毛囊周期而发生规律性的变化。生长期毛囊免疫赦免的丧失可导致多种自身免疫性疾病(如斑秃等)的发生。重建毛囊免疫赦免可望治疗相关性疾病。

毛囊生物学基础知识

毛囊是一个能够自我更替的器官。毛干是毛发长出皮肤表面的部分,由内而外分为髓质、皮质、毛小皮。毛囊由多个同心圆状的细胞层呈柱状排列。由内向外分别为:内毛根鞘、外毛根鞘和结缔组织鞘。毛囊末端膨大,形成毛球,底部凹陷,包裹由血管、神经及结缔组织形成的毛乳头。毛囊依次经历生长期(约3年)、退行期(约3周)、休止期(约3个月)的周期循环。毛囊干细胞被认为起源于隆突部。更好地理解毛囊的生理及分子机制,为临床上诊治毛发疾病提供可靠的依据。