高浓度褪黑素对麝鼠香腺中FGF20基因表达的影响.pdf
《高浓度褪黑素对麝鼠香腺中FGF20基因表达的影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高浓度褪黑素对麝鼠香腺中FGF20基因表达的影响.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 Chinese Journal of Wildlife 2024,45(2):314-320Chinese Journal of Wildlifehttp:/高浓度褪黑素对麝鼠香腺中FGF20基因表达的影响刘德旺,白素英*(东北林业大学野生动物与自然保护地学院,哈尔滨,150040)摘 要麝鼠(Ondatra zibethicus)是一种具有较高经济价值的香料动物和毛皮动物。在一些毛皮动物生产中常使用褪黑素(melatonin,MT)来获得更高的效益,但MT对麝鼠香腺发育的作用尚不清楚,为了探究高浓度MT对麝鼠香腺中FGF20基因表达的影响,通过RT-qPCR技术检测高浓度MT处理组与对照组
2、麝鼠香腺中FGF20基因的转录水平。结果显示:FGF20基因在对照组中的表达水平为高浓度MT处理组(每只麝鼠埋植1粒含有20 mg MT的埋植剂)的33.95倍,二者差异极显著(p0.01)。由此推测,FGF20基因参与了香腺发育的调控,并且高浓度的MT抑制了FGF20基因的表达,研究结果可以为探究适量使用MT提高麝鼠的繁殖力和泌香产量提供依据。Effect of High Concentration of Melatonin on FGF20 Gene Expression in Muskrat Scent GlandsLIU Dewang,BAI Suying*(College of Wi
3、ldlife and Protected Area,Northeast Forestry University,Harbin,150040,China)Abstract:Muskrat(Ondatra zibethicus)is a spice and fur animal with high economic value.Melatonin(MT)is commonly used in the production of some fur-bearing animals for higher benefits,but the role of MT on the development of
4、muskrat scent glands is unclear.In order to explore the effect of high concentration MT on the expression of fibroblast稿件运行过程收稿日期:2023-08-10修回日期:2023-08-20关键词:麝鼠;香腺;褪黑素;FGF20基因Key words:Muskrat(Ondatra zibethicus);Scent gland;Melatonin;FGF20 gene中图分类号:Q959.9;S865.2+7文献标识码:A文章编号:2310-1490(2024)-02-03
5、14-07DOI:10.12375/ysdwxb.20240210基金项目:国家级大学生创新训练项目(202310225293)第一作者简介:刘德旺(2002),男,本科生。E-mail:Ladeway_LDW*通信作者:白素英,E-mail:刘德旺等:高浓度褪黑素对麝鼠香腺中FGF20基因表达的影响第2期growth factor 20(FGF20)gene in muskrat s gland,RT-qPCR technique was used to detect the transcription level of FGF20 gene in muskrat gland of high
6、 concentration MT treatment group and control group.The results showed that the expression level of FGF20 gene in the control group was 33.95 times higher than that in the high concentration MT treatment group(each muskrat was implanted with one capsule containing 20 mg MT),and the difference was ex
7、tremely significant(p0.01).It is speculated that FGF20 gene is involved in the regulation of the development of scent gland,and a high concentration of MT inhibits the expression of FGF20 gene.The results of this study provide a basis for exploring the improvement of fertility and fragrance producti
8、on of muskrats with appropriate use of MT.麝鼠(Ondatra zibethicus)又名麝香鼠、青根貂、水老鼠,是麝鼠属(Ondatra)中的唯一成员,原产于北美洲,自引入国内繁育后分布于多个省份。麝鼠具有较高的经济价值,其经济产品主要包括麝鼠香和毛皮两大类。麝鼠香香气沁人,留香持久,是高档香水的优良定香剂,同时具有抗炎镇痛、强心活络、开窍醒神和抑菌等作用,并有类似麝香的特殊香气和功能,可以作为麝香的天然替代品12;其毛皮绒毛稠密、皮板结实、沥水性和保暖性能良好,是上等的裘皮原料。麝鼠香腺的泌香周期呈现明显的季节变化,处于繁殖期的雄性麝鼠香腺在2月开
9、始发育,3月进入泌香期,45月为泌香盛期,68月为持续泌香期,9月到翌年2月为香腺萎缩期,其间腺体逐渐萎缩,最终被结缔组织取代3。成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)是一类能促进成纤维细胞或上皮细胞生长的蛋白质,目前已发现的 FGF 超家族中共有 23 个成员4,大多数FGFs5都能与几种跨膜的酪氨酸激酶受体(fibroblast growth factor receptor,FGFR)特异性结合,从而启动FGFR的信号转导途径(如PI3K-AKT、STAT、Shc/Frs-Raf/MAPKK 与K-MAPKK-MAPK)68,发挥相关生物学功能。FG
10、Fs广泛存在于人和动物体内,参与机体代谢、器官发育、细胞分化和癌细胞增殖914等。FGF20是FGF家族中的一员,与FGF9和FGF16同属于 FGF9 亚家族。FGF20 在形态发生、毛囊生长、组织修复和肿瘤发生等15过程中发挥重要作用。近期发现,FGF20具有治疗退行性神经系统疾病(如帕金森病)的应用价值1618以及促进小鼠的毛囊生长发育1920等作用,有望成为治疗帕金森病、促进毛囊再生等药物的多效因子,并在FGFs领域的有关研究中逐渐受到重视。埋植褪黑素(melatonin,MT)可以提高毛皮动物产绒量和绒质、缩短毛皮成熟时间21,且在水貂、蓝狐和绒山羊等经济动物生产中的运用已趋近成熟。
11、外源MT对动物表观形态形成及微观分子调控的影响研究2223是畜牧领域的研究热点,关于MT对动物生殖发育相关机制的研究较为广泛,但MT对麝鼠香腺及 FGF20基因表达的影响作用尚不明确。鉴于FGF20 在形态发生、细胞分化等方面的作用,推测FGF20可能在麝鼠香腺周期性发育中发挥作用。本研究利用 RT-qPCR 技术比较麝鼠 FGF20 基因在高浓度 MT处理香腺中的转录水平差异,探讨高浓度MT对麝鼠香腺中FGF20基因表达量可能的影响,为进一步发掘MT如何提高麝鼠经济价值的研究与应用提供参考。1材料与方法1.1实验动物9月龄雄性麝鼠6只,购自哈尔滨市五常某麝鼠养殖场。1.2样品采集2023年2
12、月25日,根据体质量、年龄和健康状况选择6只饲养条件相同、生长状况相近的约9月龄雄性麝鼠,随机平均分为2组,即MT处理组(n=3)与对照组(n=3);处理组在每只麝鼠臀部皮下埋植 1 粒(20 mg)MT埋植剂,对照组不埋植MT。麝鼠在饲养室内分笼舍饲养,舍内温度比舍外气温稍高,当气温超过32 时对笼舍采取降温措施;保证充足饮水,自由采食,及时清洗食槽和更换水池内的水,饲养管理条件各组保持一致。5月10日,分别采集香腺,称质量,取样时用液氮短暂冻存,于超低温冰箱-80 315野 生 动 物 学 报第45卷保存备用。1.3RNA提取与反转录将香腺组织放入盛有液氮的研钵中快速研磨,然后利用 RNA
13、 提取试剂盒(Thermo Scientific GeneJET RNA Purification Kit#K0371)提取组织总RNA。经纯化柱洗脱得到RNA后,于超低温冰箱中-80 保 存 备 用。按 照 TaKaRa 反 转 录 试 剂 盒(PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser RR047A,宝生物工程(大连)有限公司)说明书进行反转录。1.4FGF20基因转录水平检测利用 NCBI 设计引物,内参基因为-肌动蛋白(-actin)基因,引物均由哈尔滨睿博兴科生物技术有限公司合成,引物序列见表1。RT-qPCR反应体系20 L:cDNA
14、 2 L,10 mol/L上、下游引物各 1 L,Mega Universal qPCR SYBR Master Mix(Msunflowers)10 L,最后用 ddH2O 补足体系。每个 cDNA 样品均重复 3 次。扩增条件为95 预变性10 min;95 变性10 s,60 退火30 s,40个循环;退火时收集荧光信号。1.5数据处理RT-qPCR扩增后,用2-Ct法计算结果,具体为:样品内目的基因相对内参基因的表达差异Ct=Ct目的基因-Ct内参基因;2个组样本表达差异Ct=Ct处理样品-Ct对照样品;倍数变化=2-Ct。采用SPSS 26软件中独立样本t检验法比较两组间差异,p0.
15、01为差异极显著,p0.05为差异显著,0.05时具有统计学意义。2结果2.1香腺变化麝鼠解剖后取香腺称质量,发现对照组的香腺平均质量明显大于MT处理组(表2),且对照组的香腺外观形态大于MT处理组(图1),即高浓度MT处理组的麝鼠香腺比未处理的对照组质量减轻、体积减小。2.2RT-qPCR结果经RT-qPCR检测后发现,FGF20基因扩增曲线经历了指数增长期、线性增长期和平台期(图2),熔解曲线波峰单一(图3),未出现明显非特异性扩增,说明FGF20基因的引物及反应条件都较好,可以进行下一步的分析。RT-qPCR结果显示,在麝鼠香腺中,对照组成纤维细胞生长因子FGF20基因的相对表达量(33
16、.95)约为MT处理(1.00)的33.95倍,差异极显著(p0.01)。这说明高浓度MT处理抑制了FGF20基因的表达。3讨论褪黑素是一种主要由动物松果体分泌的吲哚类激素,其合成与发挥生物学作用受光照时间、激素和年龄等因素影响。大多数哺乳动物MT在体内的含量变化呈现夜间高于白昼的规律24,光照对松果体合成MT具有抑制作用,并随着光照的节律变化而做出适应环境的调控。MT在促进动物生殖协调23、免疫调节25和毛皮生长26等方面发挥重要作用。MT对于生殖系统的协调主要体现在调节促性腺激素和睾酮分泌,作用于HPG轴的相关环节,从而促进睾丸和其他性腺的成熟,同时MT还能清除自由基,防止由环境毒素或者炎
17、症导致的睾丸损伤27。史建民等28对昆明白鼠在皮下埋植不同剂量(0、1、4、8 mg)的外源 MT,发现 4种浓度的 MT都分别对雄鼠、雌鼠的体质量增长有促进和抑制作用,且8 mg剂量组分别对雄鼠、雌鼠的促进和抑制作用显著;在繁殖性能方面,4种剂量的MT均对雄鼠繁殖表1麝鼠香腺基因转录水平检测试验的引物序列Tab.1 Primer sequences for detection of transcription level of muskrat gland genes引物名称Primer nameACTB FACTB RFGF20 FFGF20 R引物序列(53)Primer sequence
18、(53)TTGCTGATCCACATCTGCTGACAGGATGCAGAAGGAGATTGGCCGCCGGTATTTTGTAGGGGTCCACTGGTCTCGGTAA表2麝鼠香腺质量Tab.2 Scent gland weights of muskrat组别Group对照组Control groupMT处理组Melatonin group香腺质量/gScent gland mass2.631.903.051.871.071.18平均值/gAverage value2.531.37316刘德旺等:高浓度褪黑素对麝鼠香腺中FGF20基因表达的影响第2期性能有抑制作用,其中1 mg和4 mg剂量组抑
19、制作用显著,但8 mg剂量组和对照组间无统计学差异。崔羽皓等29发现在水貂颈部皮下埋植MT(18 mg)达到158 d 时,水貂睾丸的体积和质量等指标极显著增加,达到发情期状态;当第248天时,水貂睾丸各项指标均极显著下降,睾丸呈现退化状态。Lang等30对 20 日龄的试验组大鼠每天注射 100 g MT,在 46日龄(达到性成熟日龄)时处死,发现与对照组相比,其睾丸和精囊质量显著减少,血浆睾酮水平、促卵泡激素(FSH)、促黄体生成素(LH)和垂体 GnRH受体含量也显著降低,抑制了雄性大鼠的性成熟,之后同一批从20日龄开始处理至70日龄或80日龄处死的大鼠则与对照组相比无明显差异,即这种抑
20、制的程度随着性成熟推进而减轻,说明MT对性腺起促进作用还是抑制作用与动物年龄、种类、剂量和持续时间等因素有重要关联。麝鼠是季节性繁殖动物,其香腺在繁殖期发育并分泌香液,通过香味传递兴奋信息,起到引诱雌鼠发情和标记领地的作用,进入非繁殖期香腺逐渐萎缩消失,如此呈现发育与萎缩的重复交替性周期变化。曾有研究报道,麝鼠香腺与睾丸存在着协同发育的关系3133,繁殖期睾丸体积明显大于非繁殖期,可以推测MT和FGF20基因在香腺发育和睾丸发育中起着相似的作用。对本研究中处理组的每只麝鼠埋植 1 粒含 20 mg MT的埋植剂,类比其他研究对象的情况,此剂量为抑制生物学功能的剂量3436,两个半月后,采集香腺
21、样品。通过RT-qPCR检测发现,MT处理组麝鼠FGF20基因在香腺中的转录水平低于对照组,且差图2FGF20基因扩增曲线Fig.2 Amplification curve of FGF20 gene图1麝鼠香腺大小Fig.1 Scent gland size of muskrat图3FGF20基因熔解曲线Fig.3 Melting curve of FGF20 gene317野 生 动 物 学 报第45卷异极显著(p0.01)。在自然条件下,5月上旬的麝鼠香腺应发育成熟,香腺体积膨大并大量分泌麝鼠香,但在采集香腺称质量时发现MT处理组的香腺质量和体积均小于对照组(表2,图1)。由此推测麝鼠香
22、腺发育受到了高浓度MT的抑制作用,FGF20可能参与了麝鼠香腺发育的调控,且被高浓度 MT抑制了表达。徐学刚19利用免疫荧光染色技术检测了不同浓度FGF20小鼠触须毛囊培养液模型,证实FGF20可以促进毛囊生长,而且生长速度与FGF20剂量相关。除此之外,鉴于与FGFs特异性结合的酪氨酸激酶受体(FGFR)具有促进上皮和间质细胞有丝分裂的功能37,成纤维细胞生长因子20(FGF20)-FGF受体1(FGFR1)在其他器官系统中,通过多种细胞内途径38发出信号,包括MAPK(ERK)、PI3K、磷脂酶C-(PLC-)和p38等,可以起到促进上皮细胞有丝分裂和分化的作用,因此推测FGF20能够促进
23、麝鼠香腺的发育。MAPK和PI3K都是耳蜗毛细胞(HC)和支持细胞(SC)分化过程中 FGF20-FGFR1信号传导的重要下游介质,即FGFR1信号传导对于耳蜗毛细胞和支持细胞分化至关重要39。PI3K活性的降低抑制丝氨酸/苏氨酸激酶的活化,从而影响 PI3K/AKT信号转导通路40。因此推测高浓度MT抑制了PI3K的上游介质FGF20基因在香腺泌香盛期的表达,通过减少上游介质阻断了流向PI3K/AKT的信号,从而抑制香腺囊上皮细胞的增殖生长。综上所述,本研究通过FGF20基因的转录水平分析,比较了MT处理组与对照组在香腺中此因子的表达差异,表明其可能参与了香腺发育,并且高浓度的 MT 持续作
24、用可能抑制了 FGF20 的表达,说明FGF20基因在麝鼠香腺发育和泌香中起到重要的调控作用,可以为探究使用适量MT提高麝鼠的繁殖力和泌香产量提供依据,但其详细机制还需要进一步验证。参考文献:1 陈心智,邱智东,张永和,等.麝鼠香与麝香抗炎及镇痛作用的比较研究J.吉林大学学报(医学版),2005,31(3):414-416.CHEN X Z,QIU Z D,ZHANG Y H,et al.Comparison of anti-inflammation and analgesia between muskrat and moschusJ.Journal of Jilin University(M
25、edicine Edition),2005,31(3):414-416.2 陈玉山,魏海军.天然动物香料新资源:麝鼠香香料新产品的研究 J.香料香精化妆品,2002(5):12-14;6.CHEN Y S,WEI H J.A new resources of natural animal perfume studies on muskrat perfume product in muskrats J.Flavour Fragrance Cosmetics,2002(5):12-14;6.3 竭航,赵贵军,封孝兰,等.麝鼠泌香机制研究进展 J.特产研究,2015,37(3):65-68.JIE
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 浓度 褪黑素 麝鼠 香腺中 FGF20 基因 表达 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。