IGF-Ⅰ在绒山羊毛囊中的研究进展

黄佳星，孟伟，邵付丹，郭旭东

（内蒙古大学，内蒙古呼和浩特 010070）

哺乳动物毛囊的衍生物即为被毛（在人体中称为毛发），对动物而言，被毛是具有御寒、防御、保护、传递等重要作用的屏障。动物被毛（包括绒和毛）还可以作为上好的纺织原料，是重要的畜产品之一。因此，在了解毛囊生长规律的基础上，通过实验手段提高绒或毛产量及改善绒毛品质，具有巨大的经济潜力及医疗前景。毛囊的生长需要多种生长因子协同作用来调节其发育过程。IGF-Ⅰ作为重要的生长因子，研究其对毛囊生长的影响十分必要。

1 毛囊的生长发育

毛囊的发生来自于表皮与真皮的相互作用:首先由间充质细胞发出初始信号诱导周皮形成毛芽，毛芽再释放因子诱导间充质形成毛乳头，然后毛乳头释放第二种信号刺激上皮细胞增生，分化形成毛囊结构。对其形态发生的整个过程进行划分，可分为毛基板前期、毛基板期、毛芽期、毛钉期和毛囊期五个时期[1]。

从组成上看，中国绒山羊毛囊群结构几乎都是以三个初级毛囊和若干个次级毛囊组成的三毛囊群。杨春合等[2]发现，内蒙古绒山羊羔羊出生后所有的初级毛囊都已发育成熟并且长有纤维，初级毛囊数量不再增加。但次级毛囊仅有部分成熟长有纤维，而且有新的次级毛囊在以后的发育阶段发生。这也表明次级毛囊的发生和成熟比初级毛囊晚。而张燕军等[3]早在2006年就已观察到了此实验现象，并提出原生次级毛囊是初级毛囊的一个分支的观点。

周期性和自我更新性是以次级毛囊为代表的绒山羊皮肤毛囊的显著特点。毛囊结构可分为包括皮脂腺和竖毛肌的恒定部以及包括毛囊和毛球的循环部，循环部的活动周期可分为生长期（Anagen）、退化期（Catagen）和休止期（Telogen）三个阶段。绒山羊毛囊深度、宽度、密度、活性及次级毛囊与初级毛囊的比值即S/P值随季节发生变化，但毛囊数量始终处于动态平衡[4]。

2 IGF-Ⅰ

胰岛素样生长因子体系包括IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ两个胰岛素样生长因子（Insulin-like growth factor，IGF）、IGF-ⅠR和IGF-ⅡR两个胰岛素样生长因子受体（Insulin-like growth facter-IGF receptor）和六个高亲和性胰岛素样生长因子结合蛋白(Insulin-like growth facter binding proteins，IGFBPs)。胰岛素样生长因子家族在体内形成了一个以自分泌和旁分泌的方式发挥作用的高度保守的信号通路[5]。

IGFs是一类主要由生长激素（Growth hormone，GH）产生的单链多肽激素，其促生长作用强。宋旭婷等[6]以绵羊为实验对象，克隆IGF-Ⅰ得到了Ea型、Eb型两种剪接异构体，结果表明两剪接异构体有明显的弯曲状螺旋结构。IGFs的生物学活性受IGFBPs及IGF-ⅠR的影响。IGFBPs以很高的亲和性与IGFs稳定结合，通过调节IGFs的有效浓度来影响IGFs的作用。IGFBP-5基因位于7号染色体的长臂第一区段第5区，即7q5[7]，在家族中是最保守的。当毛囊进入生长期时，IGF-Ⅰ通过抑制IGFBP-5表达使IGFBP-5的亲和性降低，IGFs被释放出来，IGF-Ⅰ与IGF-ⅠR的表达及结合量会增加；而毛囊退化和休止期，IGFBP-5表达增加，抑制IGF-Ⅰ及IGF-ⅠR 表达[5，8]。

3 IGF-Ⅰ在毛囊发育中的研究进展

3.1 IGF-Ⅰ与其他因子的相互影响

王婷等[9]在体外实验中发现，IGF-Ⅰ提高了IGF-ⅠR和KGF基因的表达量，降低Tg-β1基因的表达量。这样的实验结果表明:IGF-Ⅰ通过调节IGF-ⅠR和内分泌因子的表达量而调控羊驼毛生长。李岩等[10]在进行体内实验却发现，外源性 IGF-Ⅰ没有显著影响绵羊皮肤中的GHR和IGF-ⅠR的表达，但明显的促进绵羊角蛋白关联蛋白基因kap3.2和kap6-1的表达。提出了IGF-Ⅰ对kap3.2和kap6-1的作用是通过生长轴以外的其他途径实现的假设。贾斌等[11]在实验中也得出了绵羊皮肤中GHR、IGF-Ⅰ和IGF-1R基因表达有特定的发育模式的结论，再一次的印证了李岩的假设。姚玉园等[12]发现，10 ng/mL 的 IGF-Ⅰ和 20 ng/mL 的 EGF 联合添加与基础培养液相比更能刺激体外毛囊培养的生长，并提出了EGF加强IGF-Ⅰ的促毛球部细胞分裂作用的假设。其实，多种因子的联合作用才是毛囊生长真正的原因。

3.2 IGF-Ⅰ的生理作用

早在1996年就已经发现，IGF-Ⅰ转基因绒山羊的绒毛产量有很大程度的提高，并且这种优良的性状可遗传给后代[13]。将毛囊在体外培养10天，可观察到与体内毛囊生长情况一致的现象，说明IGF-Ⅰ对体外培养绒山羊毛囊有明显的促进作用[12]。刘逍等[14]以吉林白鹅为实验对象，也得到了相同的结论。王恭远等[15]发现，IGF-Ⅰ及其受体在小鼠不同生长阶段表达程度不同，IGF-Ⅰ及其受体在生长期的含量不断提高，在小鼠皮肤生长旺盛期促进作用明显。到了静止期，IGF-Ⅰ及其受体随着小鼠毛囊出现数量减少，其含量也开始降低。魏云霞等[16]以绒山羊为实验对象，发现IGF-Ⅰ浓度随着季节更替有明显的变化，提出低浓度的IGF-Ⅰ有利于生绒，高浓度的IGF-Ⅰ调节绒毛的萌发和休止的假设。此外还发现，四季间公羊均极显著高于母羊，说明性别是影响IGF-Ⅰ分泌的重要因素。

4 展望

IGF-Ⅰ对毛囊生长有促进作用的观点已经得到人们广泛的认同，近年来在分子水平研究一些药物是否对毛囊生长起作用时，常以IGF-Ⅰ作为生物标记物。目前已经发现淫羊藿苷等能通过提高IGF-Ⅰ浓度促进毛囊生长[17]。

绒山羊毛囊的生长发育受一系列分子调控，这些分子在毛囊生长发育过程中存在着错综复杂的联系。目前，IGF-Ⅰ的分子作用机制基本研究清楚，但IGF-Ⅰ与各种因子的共同作用机理还有待进一步研究。因此，深入研究绒山羊毛囊细胞中各分子调控的相互联系将成为该领域的研究重点。而在此过程中，将分子技术与数量遗传相结合，将为提高动物生产中绒山羊的产绒性能和绒品质提供理论依据，从而实现绒毛量与质的飞跃。