Wnt10b调控动物毛囊周期的概述

程晓印，姜怀志

（吉林农业大学动物科学技术学院，吉林 长春 130118）

Wnt10b调控动物毛囊周期的概述

程晓印，姜怀志⋆

（吉林农业大学动物科学技术学院，吉林 长春 130118）

Wnt10b作为Wnt家族重要成员之一,是通过经典WNT信号通路发挥作用，在动物绒毛的生长、发育和周期维持等过程均发挥重要作用，通过研究Wnt10b在毛囊各发育周期的表达规律，有利于揭示该基因对绒毛细度、被毛密度、长度、S/P等指标的影响机制。本文介绍了wnt10b基因的发现、分子结构、调控机制、生物学功能及其在动物毛囊生长发育中的作用机理，为今后改良和提高动物毛发品质提供理论基础。因此，wnt10b的研究也成为动物毛囊形态的发生和周期生长的调控提供新方向。

Wnt10b；性状；机制

毛囊作为哺乳动物最为重要的器官，具有周期生长特性，毛囊的周期分为生长期、退行期、休止期，在休止期，毛囊由于受到某些因素（如光照、温度）的刺激而进入生长期，在生长期，再受到光照、温度、激素等刺激而进入退行期，如此周而复始的伴随着动物的整个生命周期。由于毛囊在整个生命周期具有周期性生长特性，为研究毛囊增殖、分化、凋亡及干细胞等重要生命科学问题的良好模型[1]。毛囊性状和组织结构决定着动物被毛的品质和产量，其周期性变化决定着毛发周期性的生长与脱落，而动物毛囊发育是一个复杂的精细调节过程，受多种基因调控，其中Wnt/β-cateni n是调控毛囊发育的重要信号通路之一，而Wnt10b作为经典Wnt家族的重要成员，对哺乳动物发挥诱导毛囊周期性再生起重要诱导作用，因此研究Wnt10b在动物囊周期调控的机理对于提高哺乳动物生产性能至关重要。

1 Wnt10b的发现

关于Wnt家族的由来，最早于1982年由N usse等[2]首次报道，当时称i nt基因，是由果蝇中的Wingless和小鼠中的Int两个同源蛋白共同组成，后来将其合称Wnt。Wnt10b是Adam son等[3]提取出来的，命名Wnt12。Lee F等在研究小鼠乳腺肿瘤病毒（mm TV）插入位点时又发现同样的基因，后来被改为Wnt10b，1995年Lee F等在研究发现Wnt10b被激活后可诱导小鼠乳腺癌中克隆出一种原癌基因，原癌基因被激活后可诱导小鼠诱发乳腺肿瘤[4]。后来经人们进一步研究，发现Wnt基因家族对生命体的生长维持具有及其重要的作用。Wnt家族包括19个成员，包括Wnt1、Wnt2、Wnt3a、Wnt5a、Wnt10b等19个成员，其中Wnt10b是其家族重要成员之一，是一种分泌性糖蛋白，对哺乳动物毛囊再生、生长、发育都具有重要的调控作用。

2 Wnt10b的结构

Miller[5]研究发现Wnt家族蛋白是由350至390个氨基酸构成，在几乎平行的位置含有23或24个保守的半胱氨酸残基，包含一段疏水的信号肽，同时还含有带二硫键的半胱氨酸；对于含有二硫键的半胱氨酸在生物体中起到的作用未见报道。做为Wnt家族重要成员之一的Wnt10b基因位于动物第15号染色体上，与相同染色体位置的Wnt1基因紧密连接[6]；在氨基酸序列上Wnt10b是同源性高达96%的同源片段，与Wnt10a具有62%的同源性，其分子量为43 KD，由389个氨基酸编码的m RN A构成，在N-末端携带一个信号肽，连接信号肽的是两个丝氨酸糖基，分子内含有24个半胱氨酸的序列[7]，各组成部分紧密连接构成了Wnt10b的基本构架。刘维等[8]在研究绒山羊Wnt10b基因表达时，对该基因进行测序，测序得到部分山羊Wnt10b序列，该序列由171个核苷酸组成，其中含鸟苷酸（G）57个、胞苷酸（C）59个、胸嘧啶（T）30个、腺嘧啶（A）25个。

3 Wnt10b的调控机制

Wnt家族包括多条信号通路，常见的有三条，包括经典Wnt/β-cateni n信号通路、Wnt/PCP信号通路、Wnt/Ca2+信号通路，每条信号通路都具有不同的调控功能，诸多研究结果表明，Wnt10b是通过经典Wnt/β-cateni n信号通路发挥作用的[9]，当Wnt信号通路被激活时，Wnt10b基因通过自分泌或者旁分泌与Fri zzl ed受体和LRP5/LRP6受体结合，经过磷酸化，抑制APC、GSK-3D等组成的复合物激酶的活性，引起β-cateni n在细胞内的积累，激活细胞核内Dsh蛋白，并进入细胞核与T细胞因子（TCF），淋巴细胞增强因子家族的转录因子形成复合激活下游基因的转录，使β-cateni n大量进入核内[10]，诱导了毛囊周期性再生和生长发育，在整个调控过程中Wnt10b参与调控动物的毛囊生长、再生的作用，在毛囊胚胎发育时高表达，促进毛发的生长，参与毛囊周期的维持。

4 Wnt10b在动物毛囊的周期性的变化中的作用机制

毛囊作为动物表皮的重要器官，它控制着被毛的生长和再生，生长出的毛发对于维持动物体体表温度、提高动物的疏水性等均起到重要的作用，同时还具有重要的经济价值（如鹅毛、羊毛等），Wnt10b作为调控毛囊生长和周期性再生重要的基因，对影响动物的被毛质量、提高经济价值具有重要的研究空间。

4.1 Wnt10 b与胚胎的发育 研究Wnt10b在胚胎发育中调控毛囊的调控机理，有利于揭示胎儿期毛囊的生长发育规律。孙远等[11]通过免疫组化和荧光定量PCR，研究了鹅胚胎期皮肤中的Wnt10b的表达规律，在定位表达中发现Wnt10b基因在胚胎期第11天表皮和真皮中都有表达，而真皮和表皮共同形成毛基板，由此发现Wnt10b基因对毛基板的形成起促进作用；同时该基因在胚胎期13 d的羽芽中表达，羽芽作为毛囊形成和发育的重要标志，可促进毛囊的形成和发育。在定量表达中，Wnt10b在胚胎期第17天和第19天表达量相对较高,第18胚龄是鹅次级毛囊开始发育时期，推测在次级毛囊发育过程中，Wnt10b对于促进毛囊的发育起到重要的作用。

Christiansen等[12]以不同日龄的胚胎鼠为试验材料，利用原位杂交技术，检测到在10.5 d以下胚胎小鼠中，Wnt10b没有出现表达；胚胎12.5 d时，在小鼠的触须毛囊中检测到Wnt10b开始大量表达，查阅资料发现，小鼠胚胎12.5 d时，是触须毛囊开始生长的起始阶段，由此得出Wnt10b参与胚胎期毛囊生长的表达调控。

Reddy等[13]又通过原位杂交研究了Wnt10b在毛囊发育过程中的精确表达。在小鼠胚胎毛囊发育过程中，共检测到9种Wnt基因参与表达，其中Wnt10b表达最强，尤其是14.5 d，Wnt10b在毛囊基板的表达显著高于毛囊其他位置。Christiansen等和Reddy等的研究更加推定Wnt10b在小鼠胚胎期对毛囊生长具有促进的作用。

4.2 Wnt10 b与毛囊的发育 大量试验表明，毛囊的发育直接影响动物被毛密度、细度、长度等指标，毛囊的发育是一个复杂的过程，诱导毛囊形态发生的因素较多，包括物理、化学、遗传等因素，Wnt10b作为影响毛囊形态发生的遗传因素之一，研究Wnt10b调控毛囊周期的机制，有利于揭示毛囊细胞的增殖、分化与凋亡。

纪影畅[14]利用基因工程重组技术和RN A干扰技术，在研究大鼠胚胎毛囊的发育机制中证实，证实胎鼠早期毛囊发育启动于胎龄15.5～16 d，结束出生后第3天；皮肤中Wnt10b蛋白是在蛋白水平上调控β-cateni n，Wnt10b/β-cateni n信号通路，并参与启动毛囊形态的发生和皮肤的生长。

2006年，O uj i Y等[15]通过体外培养，加入外源性Wnt10b蛋白，证明了在小鼠胚胎体外培养时，外源性Wnt10b可促进皮肤的毛囊发育，后来他又通过组织胚胎技术和皮肤体外培养技术发现Wnt10b直接启动毛囊的发育[16]，这与纪影畅等研究结果一致，他们共同揭示出Wnt10b可启动毛囊的发育。

4.3 Wnt10 b与毛囊周期性生长 毛囊的周期性生长与维持受诸多因素影响，Wnt10b作为影响毛囊周期变化的重要因素之一，不仅促进毛囊的发育，也参与毛囊周期维持的全过程，Wnt10b是通过经典的Wnt10b/β-cateni n信号通路发挥作用。在内蒙古绒山羊的毛囊研究中，Wnt10b在1月份、3月份、5月份和9月份均有表达，即退行期、休止期、兴盛前期、兴盛期均有表达，并且9月份（兴盛期）的表达量最高，退行期、休止期表达较低，丽春等[17]研究发现Wnt10b在内蒙古绒山羊皮肤中的表达具有规律性，与毛囊的生长和周期维持密切相关。

在皖系长毛兔（家兔）毛囊研究中，Wnt10b在0～2周龄的相对表达量显著升高（0～2周龄是生长旺盛期），在4周龄时显著下降（4周龄为第一次换毛期），孙露露等[18]的研究发现Wnt10b在皖系长毛兔（家兔）的毛囊生长中具有一定的调节作用，通过诱导毛囊的发育促进其生长，这与丽春等在研究内蒙古绒山羊皮肤的表达一致。

5 小结

Wnt10b作为Wnt家族的重要成员，对动物的毛囊生长发育及周期性变化起着重要的调控作用，揭示其在细度等性状的调控机理有利于提高动物的经济价值和生产性能，也为动物的选种、繁育提供理论依据，细度是经济性状的重要衡量指标；但目前的研究尚局限于少数动物中，尤其是鼠的毛囊发育研究相对较多，而对具有重要毛用（绒用）经济价值的家养动物如细毛羊、水貂等的研究相对较少，其具体的作用机制亦需进一步揭示。

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The review of Wnt10b to control animals hair follicle cycle

Cheng Xiaoyin,Jiang Huai zhi*
（Jilin Agricultural University College of animal science and technology, Jilin Changchun 130118）

As one of the most important members of the Wnt family, Wnt10b plays an importantrole in the growth, development and maintenance of the animal's villi through the classical WNTsignaling pathway，and it is helpful to reveal the influence mechanism on the fineness, density,length, S/P of the gene by studying the expression of Wnt10b in the hair follicle development cycle.This research introduces the discovery, molecular structure, regulation and control mechanism,biological function of the wnt10b gene and its mechanism in the animal hair follicle growthand development, and providing the theoretical basis for the future improvement and improve thequality of the animal hair.Therefore, this research privoded a new direction in animal hair follicleand growth cycle.

Wnt10b; Characteristics; Mechanism

R751

A

1672-9692(2016)03-0028-04

2016-02-03

程晓印（1990-），男，硕士研究生，主要从事绒山羊遗传育种与繁殖方面的研究工作。

姜怀志（1968-），男，博士，教授，博士生导师，主要从事绒山羊种质特性与选育的研究。