山羊絨生長有明顯季節(jié)性，當(dāng)日照由長變短皮膚次級毛囊開始生絨，隨著日照縮短，絨生長加快；冬至以后，當(dāng)日照由短變長，絨毛生長變慢，并逐漸停止。光照影響山羊絨生長是通過光信號作用于山羊神經(jīng)系統(tǒng)，使松果體分泌褪黑激素(Melatonin，MT)發(fā)生變化，影響了絨的生長。研究表明，外源MT能夠刺激體外培養(yǎng)的山羊次級毛囊纖維生長，活體組織學(xué)研究表明MT埋植后開始啟動(dòng)絨生長。在山羊生絨期和非生絨期MT都能促進(jìn)國外一些山羊品種的絨纖維生長，并能增加產(chǎn)絨量。
一、研究現(xiàn)狀
國內(nèi)已有MT能夠刺激內(nèi)蒙古白絨山羊非生絨期長絨的報(bào)道(柳建昌等，1998；王林楓等，2006)，但是在生絨期MT對產(chǎn)絨性能有何影響未見報(bào)道。研究MT對山羊絨毛生長期的影響有助于更全面了解外源性MT對高產(chǎn)絨山羊品種的作用。
MT能夠刺激絨山羊皮膚中的次級毛囊啟動(dòng)絨纖維萌發(fā)并增加產(chǎn)絨量，但研究表明絨山羊皮膚中不存在MT受體(Dicks等，1996)，MT是通過何種途徑來促進(jìn)絨纖維生長的仍未被揭示，國外學(xué)者推測它可能是通過皮膚中其它生理途徑來調(diào)控的(ViUar等，1999：2000a)。探明MT調(diào)控山羊絨纖維生長機(jī)理有助于完善羊絨生長的激素調(diào)控理論，為研究羊絨生長機(jī)理提供理論依據(jù)。國外研究發(fā)現(xiàn)，山羊皮膚組織中存在二型單克隆脫碘酶(MDII)和三型單克隆脫碘酶(MDIII)活性Willar等，2000b)。最近Rhind等研究表明，山羊皮膚中脫碘酶(Monodeiodinase，MD)括性表達(dá)呈現(xiàn)出明顯季節(jié)性變化規(guī)律，MDII在長光照季節(jié)活性較低，在短光照季節(jié)活性高；MDIII活性變化與MDII相反，在長光照季節(jié)最高，在短光照季節(jié)最低。這些變化與羊絨生長規(guī)律具有緊密聯(lián)系。國外學(xué)者依據(jù)西伯利亞山羊(Siberian goats)和蘇格蘭絨山羊(Scottish cashmere goats)皮膚MD活性研究結(jié)果，推斷皮膚MD活性表達(dá)對羊絨纖維生長可能有影響(Rhind等)。皮膚ME活性與高產(chǎn)的絨山羊品種絨毛生長有何相關(guān)、MT對皮膚MD活性有何影響，到目前未見報(bào)道。研究山羊皮膚中MD活性與絨毛生長及MT與皮膚MD之間關(guān)系，有望從皮膚酶活性途徑揭示山羊絨生長機(jī)理，以及從皮膚脫碘酶活性角度探討MT促生絨機(jī)理。
褪黑激素對山羊絨毛生長調(diào)控
絨山羊絨毛生長是一個(gè)及其復(fù)雜的生理過程，絨毛生長特征主要是受遺傳因素所決定的，目前國內(nèi)外主要從品種選育、選配等遺傳控制上提高絨山羊個(gè)體產(chǎn)絨量、改良絨品質(zhì)。遺傳上的差異主要是基因不同造成的，而基因主要是通過內(nèi)分泌系統(tǒng)和酶的調(diào)控發(fā)揮作用。山羊絨品質(zhì)主要受遺傳因素的影響，但環(huán)境因素也起著重要的作用。環(huán)境、營養(yǎng)等因素最終都要通過神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)體內(nèi)生理變化來完成的。
1.褪黑激素（Melatonin, MT）的作用
MT主要由松果體分泌，另外視網(wǎng)膜、副淚腺、唾液腺、腸的嗜細(xì)胞和紅細(xì)胞等也能合成少量的MT。MT是主導(dǎo)生物節(jié)律，促進(jìn)睡眠的主要物質(zhì)，具有鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛、抗氧化、抗衰老、增強(qiáng)免疫、抗腫瘤、調(diào)節(jié)生長和繁殖并具有提高動(dòng)物采食量、消化率和吸收率、調(diào)節(jié)營養(yǎng)分配、促進(jìn)毛皮動(dòng)物絨毛生長和皮下脂肪的沉積等作用。MT除了與主要的受體（MT1、MT2和RORα）結(jié)合而發(fā)揮作用外，還有直接的化學(xué)效應(yīng)，是有效的化學(xué)清除劑。最近研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物皮膚不僅是MT生物活性靶點(diǎn)，還是松果體外MT重要的合成場所。MT抑制凋亡并依據(jù)毛囊周期性變化來控制MT2和RORα在皮膚中的表達(dá)。
2.MT對絨毛生長性能的影響
光周期的改變實(shí)際上就是每天明暗比例的變化，晝夜明暗交換的神經(jīng)信息由松果體轉(zhuǎn)變?yōu)樯锘瘜W(xué)信息，到達(dá)大腦和內(nèi)分泌系統(tǒng)。腺體內(nèi)含有的和釋放的褪黑激素(Melatonin，MT，吲哚胺一N一乙酰一5一甲氧色胺)對光周期性活動(dòng)動(dòng)物的生殖機(jī)能和被毛的生成具有重要作用。許多動(dòng)物MT的合成和釋放具有明顯的晝夜節(jié)奏，在夜間，血清中MT的水平較高，白天較低。在24小時(shí)中，MT的總分泌量是短日照多于長日照，持續(xù)黑暗尤多于持續(xù)光照。MT的合成晝夜節(jié)奏是由于松果腺N-乙酰轉(zhuǎn)移酶(N-transaeet3，lase)晝夜活動(dòng)不同所致，該酶進(jìn)入松果腺由交感神經(jīng)控制。N-乙酰轉(zhuǎn)移酶把血清基(5-羥色胺)轉(zhuǎn)變?yōu)镸T的前體物—N-乙酰血清基(N-aeetylserotonin)，該酶在黑暗中的活動(dòng)較光照中高的多。對脊椎動(dòng)物有規(guī)律的給予MT，可使血液中糖皮質(zhì)激素和甲狀腺激素濃度下降。這些激素分泌量的大小也可能與季節(jié)有關(guān)。Smith等用不同劑量的MT對蘭狐(BlueFox)進(jìn)行皮下埋植，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蘭狐在炎熱的夏季仍然生冬季絨毛，絨毛質(zhì)量、絨毛密度和毛皮質(zhì)地結(jié)構(gòu)也無任何差別，而不同劑量MT對毛皮質(zhì)量無顯著差異。Lanszki等用MT對
106只日齡相近的安哥拉兔進(jìn)行研究，試驗(yàn)分兩組，試驗(yàn)組埋植MT，每只兔埋植36rag MT，分別在5月和7月分兩次進(jìn)行，對照組不埋，其它條件相同。結(jié)果表明，試驗(yàn)組比對照組產(chǎn)毛量增加17.7％。Betteridgi等(1987)在春季給絨山羊埋植MT，絨毛開始生長，經(jīng)過夏季，秋季脫落，又長秋絨。至次年三月脫落，比自然條件下的晚一個(gè)月，一年內(nèi)完成了兩次絨毛生長，提高了每只羊總的年產(chǎn)絨量。Moore等，春季給絨山羊埋植MT，每8周一次，共3次，結(jié)果使周歲羊、干乳母山羊和泌乳母山羊的絨產(chǎn)量分別比對照組增加43％、92％和88％。Sutherland等，應(yīng)用Mr處理摘除卵巢及未被摘除卵巢已馴化的野生山羊，結(jié)果同樣證實(shí)了MT能夠增加絨的產(chǎn)量，而對粗毛沒有影響。Welch等，連續(xù)兩年在春季用MT對絨山羊進(jìn)行不同方式的處理(皮下埋植或注射，劑量為1.86 mg/kg體重)，結(jié)果兩種方式處理的絨山羊在夏季都能長絨。Litherland等，將180只羯山羊隨機(jī)分為11個(gè)組，其中前9個(gè)組在一年當(dāng)中分別接受間隔六周的MT埋植處理；第10組每間隔六周接受一次MT埋植處理；第11組為對照組．每周測定絨樣，結(jié)果顯示連續(xù)MT處理的組在8月份絨長低于對照組。在lO月到翌年1月絨的長度高于對照組，但沒有改變絨毛的生長周期。大多數(shù)處理組在MT處理后19周絨毛開始脫落，然而在4、7、8月份埋植處理的組沒有脫落。MT促進(jìn)絨毛生長是8月到12月埋植組，11月10日埋植處理組提高產(chǎn)絨量32％。O'Neill等將泌乳和非泌乳的絨山羊按照絨毛長度分為7組，其中4個(gè)組分別在10月16日、10月30目、11月13日和11月25日埋植MT緩釋劑；另兩組分別間隔6周在10月16日和11月25或11月13日和12月25日埋植MT兩次；第7組是不處理的對照組。處理組在一年之內(nèi)有兩次脫毛，所有的處理組與對照組相比較在絨的長度上顯著增加(P<0.05)。10月16日處理的組對MT反應(yīng)最強(qiáng)烈，絨的長度比對照組提高45％。埋植一次與埋植兩次相比絨的長度沒有明顯的變化。
MT對絨毛相關(guān)基因的影響
MT可以通過延長生長初期來誘導(dǎo)毛發(fā)生長，阻止毛囊向生長中期的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)毛囊從休止期向生長初期的轉(zhuǎn)變。MT可能直接對毛發(fā)生長發(fā)揮作用，而其它作用可能由毛囊表達(dá)功能性的MT受體通過信號傳導(dǎo)所產(chǎn)生。鼠的皮膚表達(dá)其膜受體MT2，而不表達(dá)膜受體MT1，人的皮膚2種膜受體均有表達(dá)；核受體RORα在表皮不同的細(xì)胞系異質(zhì)表達(dá)。膜受體MT2的表達(dá)在興盛期晚期和退行期上調(diào)，而休止期較低；RORα在興盛期晚期較低，退行期晚期上調(diào)，休止期下降。通過本實(shí)驗(yàn)室多年的研究發(fā)現(xiàn)，生長相關(guān)基因如：TGFβRⅡ、Wnt10b、MSX-2、Frizzled、FGF5、PDGFRA、RORα和RORβ與血漿中MT含量顯著相關(guān)；其中與RORα、RORβ和FGF5為正相關(guān)，其余為負(fù)相關(guān)。對內(nèi)蒙古絨山羊周歲母羊埋植MT，促進(jìn)了MT與其核受體在絨毛生長興盛期皮膚中的結(jié)合，降低了TGF-β和BMP2在興盛期皮膚中的表達(dá)量，但對其受體TGFβRⅡ和BMPRIB在皮膚中的表達(dá)量影響小，促進(jìn)了PDGFA、PDGFRa、Wnt10b和Frizzled在皮膚中的表達(dá)，也促進(jìn)了Wnt10b和Frizzled在興盛期皮膚中的結(jié)合；此外，明顯增加FGF5在興盛期皮膚中的表達(dá)量，然而降低興盛期Notch1、Delta1和hairless在皮膚中的表達(dá)量。MT在絨山羊絨毛周期性生長中可能通過與RORα和RORβ結(jié)合，并引起β-catenin和PDGFA表達(dá)量的變化，通過這些信號分子使下游分子轉(zhuǎn)錄，并同時(shí)帶動(dòng)其它信號通路相互作用而發(fā)揮其生物學(xué)作用。通過原位雜交實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，埋植MT導(dǎo)致RORα的表達(dá)信號集中在絨山羊次級毛囊和初級毛囊的外根鞘上，且其表達(dá)量較正常組織要低。河海蓉等在研究人大腦局部缺血的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)MT能上調(diào)Bcl-2基因的表達(dá)量。MT顯著上調(diào)皮膚細(xì)胞凋亡相關(guān)基因Bax在絨山羊皮膚中各月份的表達(dá)量，從而提高了皮膚中Bcl-2/Bax的比值。對絨山羊埋植MT，影響SOX21在毛囊休止期和生長前期在皮膚中的表達(dá)量，對生長期的BMP4在皮膚中的表達(dá)量也有影響，并上調(diào)4月份的Noggin在皮膚中的表達(dá)量，但對BMP4和Noggin間的相互作用無影響。吳江鴻研究發(fā)現(xiàn)，埋植MT，導(dǎo)致絨山羊皮膚中Hoxc13的表達(dá)提前，并顯著上調(diào)了8-10月份間皮膚中Hoxc13的表達(dá)量；在體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，MT下調(diào)絨山羊皮膚成纖維細(xì)胞中Hoxc13的表達(dá)，上調(diào)絨山羊皮膚角質(zhì)化細(xì)胞中Hoxc13的表達(dá)量。另外，還發(fā)現(xiàn)，在成纖維細(xì)胞中添加MT后，上調(diào)的基因有Notch1、FGF5、NTRK3、RORα2、Hairless和RORγ，Wnt10b幾乎被下調(diào)1倍。
三、小結(jié)
埋植MT縮短山羊絨生長周期。埋植1年MT后7月份停止埋植將在2年內(nèi)出現(xiàn)3次脫絨現(xiàn)象，并推遲其翌年春季脫絨時(shí)間。開始埋植MT的當(dāng)年出現(xiàn)產(chǎn)絨量提高的趨勢，而連續(xù)2年埋植MT后導(dǎo)致第二年產(chǎn)絨量比第一年的產(chǎn)絨量下降。埋植MT對粗毛長度和生長周期無影響；也對成年羊春季抓絨時(shí)絨長度和細(xì)度無影響，但具有提高其絨毛比的趨勢；對周歲羊開始埋植MT當(dāng)年具有絨毛細(xì)度變細(xì)的趨勢。
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