维生素A调控热应激獭兔毛囊发育的作用机理

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獭兔是重要的毛皮兔,热应激严重降低獭兔的毛皮质量。本研究旨在通过试验研究日粮中添加维生素A(Vitamin A,VA)对热应激状态下獭兔毛囊发育及相关信号转导途径的影响。研究主要内容如下:(1)VA对热应激獭兔毛囊发育影响的研究试验将120只獭兔随机分为4组:对照组(20~25℃,饲喂基础日粮)、热应激组(30~34℃,饲喂基础日粮)、热应激+VA组(30~34℃,在基础日粮基础上加喂6,000、12,000 IU/kg VA)。试验结果表明:獭兔处于热应激状态后,基础日粮添加12,000 IU/kg VA能显著提高獭兔的平均日增重(P<0.01),显著降低料重比(P<0.01),但对平均日采食量、全净膛率和半净膛率均无显著影响(P>0.05);对血清生化指标均无显著影响(P>0.05);VA可显著增加热应激獭兔毛囊密度(P<0.01)、毛长(P<0.05)和次级毛囊与初级毛囊的比值(P<0.05)。此外,VA可显著抑制热应激獭兔骨形态发生蛋白2(BMP2)、骨形态发生蛋白4(BMP4)、成纤维细胞生长因子5(FGF5)、转化生长因子β1(TGF-β1)和Micro RNA-214(miR-214)基因的表达,显著上调noggin、胰岛素样生长因子(IGF1)、胰岛素样生长因子受体(IGF1R)、Wnt10b、β连环蛋白(β-catenin)、音猬因子(SHH)和Micro RNA-203(miR-203)基因的表达以及Wnt10b和p-β-catenin的蛋白表达水平,而对表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)和Micro RNA-205(miR-205)基因的表达无显著影响。(2)VA对热应激獭兔毛乳头细胞增值和凋亡的影响的研究试验分为正常组(37℃,5%CO2)、热处理组(每隔7 h 45℃处理1 h,5%CO2)、热处理+VA(0.05、0.1、0.2、0.4、0.8 mg/m L)组。处理48 h后检测细胞增殖、凋亡、周期和相关基因蛋白表达量变化。细胞增殖检测试剂盒(CCK8)结果显示,毛乳头细胞热应激后添加0.4 mg/m L VA可显著加快细胞增殖(P<0.01)、显著抑制热应激毛乳头细胞早期凋亡和晚期凋亡(P<0.01);热应激可导致毛乳头细胞在G1期阻滞,VA可减缓G1期阻滞(P<0.05);VA对热应激毛乳头细胞S期和G2期均无显著影响(P>0.05);热应激会显著提高Caspase3和HSP70蛋白表达量(P<0.05),VA可抑制热应激状态下Caspase3和HSP70蛋白表达量(P<0.05);此外,VA可显著抑制热应激毛乳头细胞BMP4、FGF5、SHH、miR-214、miR-205和miR-195基因的表达(P<0.05),显著上调IGF1、IGF1R、Wnt10b、β-catenin的基因表达(P<0.05);VA对热应激毛乳头细胞的BMP2、Notch1、SHH等基因有下调的趋势,但差异不显著(P>0.05);VA可显著提高热应激毛乳头细胞的Wnt10b和p-β-catenin蛋白水平(P<0.05),显著抑制热应激毛乳头细胞p-GSK-3β蛋白表达(P<0.05);VA对EGF、HGF和miR-203基因表达无显著影响(P>0.05)。(3)ocu-miRNA-195与IGF1参与VA调节热应激毛乳头细胞发育的研究首先对动物试验和细胞试验结果中有差异的miRNA和目的基因进行标靶关系预测,结果发现ocu-miR-195和IGF1存在结合位点,进行双荧光素酶基因报告验证其靶向关系。结果显示:与对照组相比,转染野生型载体质粒,ocu-miR-195-5p过表达后,其荧光素酶的活性极显著下降(P<0.01);与转染野生型载体质粒组相比较,转染突变型载体质粒,ocu-miR-195-5p过表达后,其荧光素酶活性极显著上升(P<0.01),但其与对照组相比较,荧光素酶活性差异不显著(P>0.05)。该结果说明miR-195-5p与IGF1存在靶向关系。然后将miR-195-5p转染至毛乳头细胞进行过表达试验,本试验分为正常组(37℃),热应激组(45℃),热应激+VA(0.4 mg/m L)组,热应激+VA(0.4 mg/m L)+miR-195组。将miR-195转染至热应激细胞后,培养48h收集细胞,检测细胞增殖活力、细胞周期、细胞凋亡,同时检测相关基因的表达。结果显示:与热应激+VA组相比,miR-195过表达后,细胞活力显著下降(P<0.05),细胞凋亡显著增加(P<0.05),细胞周期无显著影响(P>0.05),IGF1和IGF1R表达量显著下降(P<0.05)。(4)Wnt/β-catenin信号在VA调节热应激毛乳头细胞发育中的作用动物试验和细胞试验结果发现,VA显著上调Wnt10b和p-β-catenin蛋白表达量,为进一步研究Wnt/β-catenin信号在VA调节热应激毛乳头细胞发育中的作用,设置正常组(37℃),热应激组(45℃),热应激+VA(0.4 mg/m L)组,热应激+VA+IWP-2(Wnt信号抑制剂)组,热应激+VA+XAV-939(β-catenin信号抑制剂)组,培养48h收集细胞,检测细胞增殖活力、细胞凋亡,同时检测相关基因蛋白的表达。结果显示:添加IWP-2后,细胞活力显著下降(P<0.05),细胞凋亡显著增加(P<0.05),对β-catenin、noggin、Notch1、BMP2、BMP4基因表达量无显著影响(P>0.05);Wnt10b和p-β-catenin蛋白表达量显著下降(P<0.05),Caspase3蛋白表达量显著上升(P<0.05);添加XAV-939后,细胞活力显著下降(P<0.05),细胞凋亡显著增加(P<0.05),对β-catenin、noggin、Notch1、BMP2基因表达量无显著影响(P>0.05),BMP4基因表达量显著下降(P<0.05),Wnt10b蛋白表达量无显著差异(P>0.05),p-β-catenin蛋白表达量显著下降(P<0.05),Caspase3蛋白表达量显著上升(P<0.05)。综上所述:本研究旨在通过动物和细胞试验来阐明VA对热应激獭兔毛囊发育的缓解作用及其作用机制。(1)热应激会降低獭兔毛发长度、毛囊密度,日粮中VA添加能缓解这种现象。(2)热应激能降低毛乳头细胞活力和增殖,导致细胞凋亡,培养基中添加VA能缓解这种现象。(3)VA可以通过miR-195/IGF1和Wnt10b/β-catenin信号调节热应激毛乳头细胞的发育。
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