绒山羊是一种用途多样化的经济动物,所产山羊绒具有极高的经济价值,其绒毛是由皮肤的附属器官—毛囊所产生。毛囊由20多种细胞构成,主要分为表皮层和真皮层细胞。其中,属于表皮层的毛囊干细胞在毛囊的周期维持及组织形成中具有重要作用。毛乳头细胞存在于真皮层,具有毛囊“信号中心”之称,它通过分泌诸多细胞因子和生长因子等信号分子控制毛囊表皮层细胞的增殖及分化,同时调控毛囊的发育并进一步影响山羊的绒毛生长。褪黑素是一种古老且保守的吲哚,具有高度亲脂性的结构,易穿过细胞膜和细胞器进而调节细胞内外的代谢,影响机体的多种生理过程,包括免疫调节、抗炎、抗凋亡、抑制癌细胞增殖等。有研究表明,在绒山羊皮下埋植褪黑素可以增加毛囊数量从而促进绒毛生长,刺激毛囊纤维伸长。目前褪黑素在绒山羊的研究大都集中在绒毛生长以及毛囊伸长方面,但褪黑素参与调控绒山羊毛囊细胞发育过程中的作用及分子机制尚不清楚。本研究利用褪黑素处理绒山羊初级毛囊毛乳头细胞,采用多种方法探究其对毛乳头细胞增殖和凋亡的影响,初步探索褪黑素调控绒山羊毛乳头细胞生长的分子机理。本试验结果如下:1.采用显微解剖法获取绒山羊的初级毛乳头细胞并且采用镜下形态学观察和细胞免疫荧光染色来对该细胞进行鉴定,结果显示该细胞具有凝集性生长特性,呈扁平状和多角形,且α-SMA、VIM等毛乳头细胞分子标记物免疫荧光呈阳性。2.采用不同浓度褪黑素处理毛乳头细胞后,利用分子生物学技术检测褪黑素对毛乳头细胞活力、周期、增殖和凋亡的调控作用并筛选最适处理浓度。采用qRT-PCR技术检测褪黑素对毛乳头细胞重要的增殖标志物Ki67和PCNA的mRNA表达量影响。得出褪黑素处理毛乳头细胞后其增殖能力显著增强（P<0.05）,处于S期的细胞比例显著增加（P<0.01）,抑制细胞晚期凋亡（P<0.01）,且500pg/m L褪黑素处理效果最为显著。褪黑素组（500pg/mL）与对照组（0pg/mL）相比可显著上调毛乳头细胞重要的增殖标志物Ki67和PCNA的mRNA表达量。以上结果表明褪黑素处理毛乳头细胞后能显著增强其增殖能力,抑制其晚期凋亡。3.成功构建对照组（浓度0pg/mL,重复数4）和褪黑素组（浓度500pg/mL,重复数4）的毛乳头细胞8个样品的mRNA文库,进行RNA-seq测序分析。对照组和褪黑素组共存在差异表达的基因有421个,其中上调基因有273个,下调基因有148个;GO分析和KEGG Pathway富集分析表明:差异基因主要富集在PI3K-Akt、MAPK、Cell cycle、FoxO、mTOR等信号通路上,与细胞内葡萄糖代谢、细胞凋亡、细胞增殖、转录和细胞迁移分化、应激、炎症反应等相关。4.采用qRT-PCR检测褪黑素促进毛乳头细胞增殖,抑制其凋亡基因的mRNA表达和Western Blot方法检测褪黑素对毛乳头细胞PI3K-Akt-mTOR通路活性的影响。结果表明:褪黑素处理细胞后,促进细胞增殖生长、抵抗炎症相关的ZBED6CL、TKTL1、mTOR等基因的mRNA表达水平显著高于对照组（P<0.05）;褪黑素处理后显著降低毛乳头细胞PI3K p85调节亚基的磷酸化水平（p-P85）、Akt蛋白的磷酸化水平（p-Akt）,mTOR蛋白的磷酸化水平（p-mTOR）。PI3K-Akt-mTOR信号通路和毛乳头细胞增殖和生长有关。综上所述,本研究探明了褪黑素通过毛乳头细胞内的PI3K-Akt-mTOR信号通路介导毛乳头细胞增殖基因和抑制凋亡基因mRNA的表达从而促进毛乳头细胞生长,为进一步研究褪黑素促进陕北白绒山羊毛囊生长发育提供了一定的理论基础。