黑線倉鼠白化突變系白化性狀產(chǎn)生機理的研究.pdf

1、黑線倉鼠白化突變系(A:CHA)的培育在國內(nèi)外都屬首次,本品系的育成為醫(yī)學生物學提供了新的動物模型,也是我國為國際實驗動物領域增添的一個新型品系,具有較高的學術價值。黑線倉鼠白化突變系(A:CHA)建立后顯示出比黑線倉鼠更好的應用前景,在皮膚微循環(huán)、輻射防護、體表寄生蟲以及流行病學等應用方面,都表現(xiàn)出較黑線倉鼠更多的優(yōu)越性。目前只知道黑線倉鼠白化突變系的基因遺傳屬于單一隱性遺傳,但并不清楚黑線倉鼠白化性狀發(fā)生的原因,因此非常有必要揭示黑

2、線倉鼠白化突變?nèi)喊谆誀畎l(fā)生機理,弄清楚該突變種群的遺傳背景,進一步完善白化黑線倉鼠突變?nèi)旱幕A生物學數(shù)據(jù),為其在生物醫(yī)學中的推廣應用奠定基礎。本研究以黑線倉鼠與白化突變系皮膚組織為研究對象,利用組織學、分子生物學和轉錄組學等方法,對黑線倉鼠與白化突變系的皮膚組織進行比較研究,綜合探討了黑線倉鼠與其白化突變系皮膚組織組織學與分子水平的差異。主要研究內(nèi)容包括黑線倉鼠及其白化突變系毛囊中黑色素細胞的組織學分析,皮膚組織黑色素細胞超微結構的比

3、較分析,皮膚組織白化相關基因的克隆與生物信息學分析,白化相關基因的表達量比較分析以及基于Illumina測序技術對黑線倉鼠與白化突變系皮膚組織進行轉錄組測序和分析?，F(xiàn)將實驗研究報告如下:
　　1.黑線倉鼠及其白化突變系毛囊中黑色素細胞的組織學分析
　　本研究采用多巴染色來顯示黑色素細胞,結果表明,黑線倉鼠與白化突變系的毛囊組織中均有多巴的陽性著色,多巴陽性著色顯示的是成熟的黑色素細胞,說明在黑線倉鼠與白化突變系毛囊組織中都有

4、成熟黑色素細胞分布,但分布數(shù)量不同。黑線倉鼠的多巴反應陽性區(qū)要明顯高于白化突變系。多巴陽性區(qū)間接反應酪氨酸酶(TYR)的活性,說明白化突變系TYR表達水平顯著低于黑線倉鼠。多巴-甲苯胺藍復染充分顯示多巴陽性黑色素在毛囊組織中的分布,黑線倉鼠與白化突變系毛囊組織中黑色素細胞主要存在于毛囊的毛乳頭中。
　　2.黑線倉鼠與白化突變系皮膚黑色素細胞的超微結構分析
　?、藕诰€倉鼠的黑色素含量顯著高于白化突變系?？梢?皮膚組織中黑色素的

5、缺乏是導致黑線倉鼠白化突變系發(fā)生的直接原因。
　?、葡鄬τ诤诰€倉鼠,白化突變系皮膚組織的黑色素細胞明顯較少,黑色素細胞中黑色素體的發(fā)育程度低,大多黑色素體為未有黑色素沉積的黑色素前體(pre-melanosome),黑色素細胞中黑色素體的密度明顯較小?？梢?成熟黑色素細胞的缺乏以及黑色素體中黑色素沉積的缺乏是黑線倉鼠白化發(fā)生的組織學特征。
　　3.黑線倉鼠與白化突變系白化相關基因的克隆與序列分析
　　本實驗通過對黑線倉

6、鼠及其白化突變系的白化相關基因TYR、TYRP1、TYRP2、P、MITF、Agouti基因進行克隆與序列分析,明確黑線倉鼠白化突變系白化性狀產(chǎn)生是否是由于上述基因發(fā)生突變所致,結果首次克隆得到了黑線倉鼠及其白化突變系白化相關基因TYR、TYRP1、TYRP2、P、MITF、Agouti基因完整的編碼區(qū)序列,但對其基因編碼區(qū)進行生物信息學分析并未發(fā)現(xiàn)突變位點,其白化性狀產(chǎn)生的機理與已發(fā)現(xiàn)的白化機制不同,還有待進一步的研究。
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7、.黑線倉鼠及其白化突變系白化相關基因表達水平比較分析
　　本研究結果表明TYR、TYRP1、TYRP2、P、MITF、AgoutimRNA表達量在黑線倉鼠中是白化突變系的2.5、5.3、1.12、1.7、1.8、1.7倍,結論提示TYR、TYRP1、P、MITF、Agouti的基因表達量與黑線倉鼠白化突變性狀的產(chǎn)生存在一定的相關性,本研究為闡明白化相關基因在色素沉著過程中的調控機制,以及黑線倉鼠白化突變系白化性狀產(chǎn)生機理奠定了一定

8、的理論基礎。
　　5.基于Illumina測序技術對黑線倉鼠及其白化突變系皮膚組織進行轉錄組測序和分析
　　本研究以黑線倉鼠與白化突變系皮膚組織為研究對象,應用Illumina/Solexa高通量測序技術對其轉錄組進行深度測序,使用短序列組裝軟件SOAP denovo對其轉錄組測序結果進行從頭組裝(Denovo),建立轉錄組數(shù)據(jù)庫,并與蛋白數(shù)據(jù)庫Nr、Swiss-Prot、KEGG和COG進行序列比對、功能注釋及代謝通路分析

9、;在此基礎上,進行差異表達基因分析,篩選與色素合成相關的基因,對白化機制進行探究。
　　通過本研究共獲得7千多萬條高質量配對短序列,通過序列組裝共獲得52,439條Unigenes。通過對黑線倉鼠與白化突變系皮膚轉錄組進行差異表達基因分析,共篩選出6788條差異表達基因(︱log2Ratio︱≥1且FDR≤0.001),其中表達上調5476條,表達下調1312條,通過GO功能富集分析及KEGG通路富集分析,這些差異表達基因主要參與