BMP4基因调控绵羊次级毛囊发育的研究

次级毛囊决定毛纤维细度。小鼠模型中BMP4基因及其信号通路对次级毛囊的发育有重要的调节作用。为了探讨该基因对绵羊次级毛囊的影响，本项目构建由皮肤和毛囊组织特异表达人角蛋白K14启动子的siRNA表达载体，运用体细胞克隆技术制备表达抑制BMP4基因的siRNA转基因绵羊。同时应用慢病毒表达系统，将表达siRNA的慢病毒感染绵羊活体的局部皮肤，处理体外培养的毛囊和皮肤组织，运用southern杂交、Q-PCR和组织原位杂交的方法鉴定基因和蛋白的表达，探讨BMP4基因在毛囊诱导特别是次级毛囊诱导过程中的作用方式和途径，以及对毛干形态结构的影响。研究结果为阐明BMP4基因在次级毛囊发育中的作用，也为优质转基因细毛羊的研究提供基础。

BMP信号通路在毛囊细胞分化过程中起着非常重要的调节作用。BMP是一种分泌信号，属于TGF-β超家族中的一员，通过与其特异的受体结合而发挥生物活性。细胞间质中BMPs的表达量及时空模式受其拮抗物调节，BMP信号在毛发的同期循环、毛干发生、出生后毛发再生及毛基因祖细胞的增殖分化等都起着极为重要的作用。项目组前期研究结果表明BMP4信号通路对次级毛囊的发育有重要的调节作用。. 本项目以RNAi为基本的研究手段，设计构建了不同的RNA干扰载体系统；利用荧光素酶系统对获得的不同皮肤特异表达的启动子活性及功能进行了筛选；从细胞和个体水平进行了BMP4基因表达敲低的研究。以红色荧光蛋白为目的基因探讨microRNA 前体结构用于RNA干涉研究的结果表明，用PolⅡ型启动子可以驱动基于microRNA 前体结构的RNAi, 实现目的基因组织特异的RNA干涉。对克隆得到的绵羊KAP6.1基因启动元件、人K5基因启动元件、小鼠UHS启动元件等，通过荧光素酶分析各启动元件的活性和功能，结果发现各启动子元件均能在细胞水平实现有效的RNA干扰。结合筛选到的组织特异表达的启动子元件和miR30的前体结构，构建了可在特定组织实现有效RNAi的表达系统，在不同来源的细胞针对不同外源基因的表达抑制试验结果表明该系统可在体内特定组织敲低目的基因的表达。在绵羊个体水平也进行了相关的验证和研究工作。. 通过项目的实施，为更深入的探讨绵羊次级毛囊的发生发育提供了可靠的技术支持，对羊毛特别是细羊毛的生长调控机制的研究提供了新的研究材料和参考依据。在项目的基础上继续探讨次级毛囊的发育，将有助于充分理解羊毛发生发育的生理和调控机制。