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麝香是一种比黄金还珍贵的香料和中药,其香味浓郁,经久不散,在香草料和医药工业中都有非常重要的价值。目前为止麝鼠香是麝香最好的天然替代物,但是单从养殖麝鼠中收集麝鼠香难以满足市场需要。为了解决此问题,本实验开展了体外泌香的研究。
麝鼠香来源于麝鼠生殖系统中的香腺。已发现其香腺中分泌细胞和支持细胞是麝鼠泌香的关键。首先本实验通过组织形态、HE染色、免疫组织化学染色及免疫荧光鉴定方法,初步描述了不同阶段麝鼠香腺的发育过程。HE染色及组化结果显示,香腺在初期富含颗粒饱满的腺泡,雄激素分泌处于较低水平,分泌细胞数量较少。随着发育过程的进行,雄激素水平及分泌细胞数量逐渐升高,在两个月时达到最高;腺泡逐渐变大成熟并开始释放麝鼠香等分泌物。在泌香末期,腺泡逐渐被结缔组织取代。推测两个月大的麝鼠可能还不泌香,但是其分泌细胞已经非常活跃。最后在成功分离出麝鼠香腺分泌细胞及支持细胞的基础上将二者共培养,成功获得体外泌香,为工业化生产麝鼠香奠定了一定的基础。经薄层层析法检测香腺分泌细胞培养上清液中的麝鼠香液,可检测到麝鼠香液的主要成分-麝香酮的存在,不过与麝香酮标准品及麝鼠香液原液相比,其含量要低很多。
4~9月是麝鼠的泌香期,此时通过其附性腺可以分泌一种琥珀色液体,具有浓烈的芳香味—麝鼠香。然而在非泌香期,香腺却保持萎缩状态无法泌香。对此本实验利用RNA-seq技术对处于泌香期和非泌香期的麝鼠香腺组织进行测序分析,以FDR<0.05且log2|FC|>=1为筛选标准检测差异基因,结果显示,经过测序Q20≥96%,Q30≥90%,说明此次得到的转录组数据具有可靠性。共检测到604个差异基因,其中356个上调,248个下调。根据GO功能注释及KEGG通路分析,EREG、AREG、EPGN、CST11、SARG、FGFBP1、CHI3L1、CHIA、CNR1、PLIN5被筛选为可能是影响泌香的重要候选基因。推测雄性激素可能通过自分泌或旁分泌机制通过雄激素受体诱导AREG促进麝鼠香腺的发育以及香腺分泌细胞的增殖;麝鼠泌香可能通过胰岛素信号通路中的IRS蛋白及其下游因子来参与调控。其中EREG、AREG、EPGN基因可能通过增加IRS-1和IRS-2在香腺中的表达而起到间接促进作用。为进一步揭示麝鼠香腺泌香调控过程提供技术依据。
下一步通过基因编辑技术(基因敲除或过表达)验证候选基因在共培养系统的关键性,提高体外泌香效率。在实现体外生产麝鼠香并完善其体系后,我们还可以使用相似的手段实现试管生产麝香的目的,这将会产生巨大的经济和社会效益。
麝鼠香来源于麝鼠生殖系统中的香腺。已发现其香腺中分泌细胞和支持细胞是麝鼠泌香的关键。首先本实验通过组织形态、HE染色、免疫组织化学染色及免疫荧光鉴定方法,初步描述了不同阶段麝鼠香腺的发育过程。HE染色及组化结果显示,香腺在初期富含颗粒饱满的腺泡,雄激素分泌处于较低水平,分泌细胞数量较少。随着发育过程的进行,雄激素水平及分泌细胞数量逐渐升高,在两个月时达到最高;腺泡逐渐变大成熟并开始释放麝鼠香等分泌物。在泌香末期,腺泡逐渐被结缔组织取代。推测两个月大的麝鼠可能还不泌香,但是其分泌细胞已经非常活跃。最后在成功分离出麝鼠香腺分泌细胞及支持细胞的基础上将二者共培养,成功获得体外泌香,为工业化生产麝鼠香奠定了一定的基础。经薄层层析法检测香腺分泌细胞培养上清液中的麝鼠香液,可检测到麝鼠香液的主要成分-麝香酮的存在,不过与麝香酮标准品及麝鼠香液原液相比,其含量要低很多。
4~9月是麝鼠的泌香期,此时通过其附性腺可以分泌一种琥珀色液体,具有浓烈的芳香味—麝鼠香。然而在非泌香期,香腺却保持萎缩状态无法泌香。对此本实验利用RNA-seq技术对处于泌香期和非泌香期的麝鼠香腺组织进行测序分析,以FDR<0.05且log2|FC|>=1为筛选标准检测差异基因,结果显示,经过测序Q20≥96%,Q30≥90%,说明此次得到的转录组数据具有可靠性。共检测到604个差异基因,其中356个上调,248个下调。根据GO功能注释及KEGG通路分析,EREG、AREG、EPGN、CST11、SARG、FGFBP1、CHI3L1、CHIA、CNR1、PLIN5被筛选为可能是影响泌香的重要候选基因。推测雄性激素可能通过自分泌或旁分泌机制通过雄激素受体诱导AREG促进麝鼠香腺的发育以及香腺分泌细胞的增殖;麝鼠泌香可能通过胰岛素信号通路中的IRS蛋白及其下游因子来参与调控。其中EREG、AREG、EPGN基因可能通过增加IRS-1和IRS-2在香腺中的表达而起到间接促进作用。为进一步揭示麝鼠香腺泌香调控过程提供技术依据。
下一步通过基因编辑技术(基因敲除或过表达)验证候选基因在共培养系统的关键性,提高体外泌香效率。在实现体外生产麝鼠香并完善其体系后,我们还可以使用相似的手段实现试管生产麝香的目的,这将会产生巨大的经济和社会效益。