山羊绒生长有明显季节性，当日照由长变短皮肤次级毛囊开始生绒，随着日照缩短，绒生长加快；冬至以后，当日照由短变长，绒毛生长变慢，并逐渐停止。光照影响山羊绒生长是通过光信号作用于山羊神经系统，使松果体分泌褪黑激素(Melatonin，MT)发生变化，影响了绒的生长。研究表明，外源MT能够刺激体外培养的山羊次级毛囊纤维生长，活体组织学研究表明MT埋植后开始启动绒生长。在山羊生绒期和非生绒期MT都能促进国外一些山羊品种的绒纤维生长，并能增加产绒量。
一、研究现状
国内已有MT能够刺激内蒙古白绒山羊非生绒期长绒的报道(柳建昌等，1998；王林枫等，2006)，但是在生绒期MT对产绒性能有何影响未见报道。研究MT对山羊绒毛生长期的影响有助于更全面了解外源性MT对高产绒山羊品种的作用。
MT能够刺激绒山羊皮肤中的次级毛囊启动绒纤维萌发并增加产绒量，但研究表明绒山羊皮肤中不存在MT受体(Dicks等，1996)，MT是通过何种途径来促进绒纤维生长的仍未被揭示，国外学者推测它可能是通过皮肤中其它生理途径来调控的(ViUar等，1999：2000a)。探明MT调控山羊绒纤维生长机理有助于完善羊绒生长的激素调控理论，为研究羊绒生长机理提供理论依据。国外研究发现，山羊皮肤组织中存在二型单克隆脱碘酶(MDII)和三型单克隆脱碘酶(MDIII)活性Willar等，2000b)。最近Rhind等研究表明，山羊皮肤中脱碘酶(Monodeiodinase，MD)括性表达呈现出明显季节性变化规律，MDII在长光照季节活性较低，在短光照季节活性高；MDIII活性变化与MDII相反，在长光照季节最高，在短光照季节最低。这些变化与羊绒生长规律具有紧密联系。国外学者依据西伯利亚山羊(Siberian goats)和苏格兰绒山羊(Scottish cashmere goats)皮肤MD活性研究结果，推断皮肤MD活性表达对羊绒纤维生长可能有影响(Rhind等)。皮肤ME活性与高产的绒山羊品种绒毛生长有何相关、MT对皮肤MD活性有何影响，到目前未见报道。研究山羊皮肤中MD活性与绒毛生长及MT与皮肤MD之间关系，有望从皮肤酶活性途径揭示山羊绒生长机理，以及从皮肤脱碘酶活性角度探讨MT促生绒机理。
褪黑激素对山羊绒毛生长调控
绒山羊绒毛生长是一个及其复杂的生理过程，绒毛生长特征主要是受遗传因素所决定的，目前国内外主要从品种选育、选配等遗传控制上提高绒山羊个体产绒量、改良绒品质。遗传上的差异主要是基因不同造成的，而基因主要是通过内分泌系统和酶的调控发挥作用。山羊绒品质主要受遗传因素的影响，但环境因素也起着重要的作用。环境、营养等因素最终都要通过神经和内分泌系统调节体内生理变化来完成的。
1.褪黑激素（Melatonin, MT）的作用
MT主要由松果体分泌，另外视网膜、副泪腺、唾液腺、肠的嗜细胞和红细胞等也能合成少量的MT。MT是主导生物节律，促进睡眠的主要物质，具有镇静和镇痛、抗氧化、抗衰老、增强免疫、抗肿瘤、调节生长和繁殖并具有提高动物采食量、消化率和吸收率、调节营养分配、促进毛皮动物绒毛生长和皮下脂肪的沉积等作用。MT除了与主要的受体（MT1、MT2和RORα）结合而发挥作用外，还有直接的化学效应，是有效的化学清除剂。最近研究发现，动物皮肤不仅是MT生物活性靶点，还是松果体外MT重要的合成场所。MT抑制凋亡并依据毛囊周期性变化来控制MT2和RORα在皮肤中的表达。
2.MT对绒毛生长性能的影响
光周期的改变实际上就是每天明暗比例的变化，昼夜明暗交换的神经信息由松果体转变为生物化学信息，到达大脑和内分泌系统。腺体内含有的和释放的褪黑激素(Melatonin，MT，吲哚胺一N一乙酰一5一甲氧色胺)对光周期性活动动物的生殖机能和被毛的生成具有重要作用。许多动物MT的合成和释放具有明显的昼夜节奏，在夜间，血清中MT的水平较高，白天较低。在24小时中，MT的总分泌量是短日照多于长日照，持续黑暗尤多于持续光照。MT的合成昼夜节奏是由于松果腺N-乙酰转移酶(N-transaeet3，lase)昼夜活动不同所致，该酶进入松果腺由交感神经控制。N-乙酰转移酶把血清基(5-羟色胺)转变为MT的前体物—N-乙酰血清基(N-aeetylserotonin)，该酶在黑暗中的活动较光照中高的多。对脊椎动物有规律的给予MT，可使血液中糖皮质激素和甲状腺激素浓度下降。这些激素分泌量的大小也可能与季节有关。Smith等用不同剂量的MT对兰狐(BlueFox)进行皮下埋植，结果发现兰狐在炎热的夏季仍然生冬季绒毛，绒毛质量、绒毛密度和毛皮质地结构也无任何差别，而不同剂量MT对毛皮质量无显著差异。Lanszki等用MT对
106只日龄相近的安哥拉兔进行研究，试验分两组，试验组埋植MT，每只兔埋植36rag MT，分别在5月和7月分两次进行，对照组不埋，其它条件相同。结果表明，试验组比对照组产毛量增加17.7％。Betteridgi等(1987)在春季给绒山羊埋植MT，绒毛开始生长，经过夏季，秋季脱落，又长秋绒。至次年三月脱落，比自然条件下的晚一个月，一年内完成了两次绒毛生长，提高了每只羊总的年产绒量。Moore等，春季给绒山羊埋植MT，每8周一次，共3次，结果使周岁羊、干乳母山羊和泌乳母山羊的绒产量分别比对照组增加43％、92％和88％。Sutherland等，应用Mr处理摘除卵巢及未被摘除卵巢已驯化的野生山羊，结果同样证实了MT能够增加绒的产量，而对粗毛没有影响。Welch等，连续两年在春季用MT对绒山羊进行不同方式的处理(皮下埋植或注射，剂量为1.86 mg/kg体重)，结果两种方式处理的绒山羊在夏季都能长绒。Litherland等，将180只羯山羊随机分为11个组，其中前9个组在一年当中分别接受间隔六周的MT埋植处理；第10组每间隔六周接受一次MT埋植处理；第11组为对照组．每周测定绒样，结果显示连续MT处理的组在8月份绒长低于对照组。在lO月到翌年1月绒的长度高于对照组，但没有改变绒毛的生长周期。大多数处理组在MT处理后19周绒毛开始脱落，然而在4、7、8月份埋植处理的组没有脱落。MT促进绒毛生长是8月到12月埋植组，11月10日埋植处理组提高产绒量32％。O'Neill等将泌乳和非泌乳的绒山羊按照绒毛长度分为7组，其中4个组分别在10月16日、10月30目、11月13日和11月25日埋植MT缓释剂；另两组分别间隔6周在10月16日和11月25或11月13日和12月25日埋植MT两次；第7组是不处理的对照组。处理组在一年之内有两次脱毛，所有的处理组与对照组相比较在绒的长度上显著增加(P<0.05)。10月16日处理的组对MT反应最强烈，绒的长度比对照组提高45％。埋植一次与埋植两次相比绒的长度没有明显的变化。
MT对绒毛相关基因的影响
MT可以通过延长生长初期来诱导毛发生长，阻止毛囊向生长中期的转变，促进毛囊从休止期向生长初期的转变。MT可能直接对毛发生长发挥作用，而其它作用可能由毛囊表达功能性的MT受体通过信号传导所产生。鼠的皮肤表达其膜受体MT2，而不表达膜受体MT1，人的皮肤2种膜受体均有表达；核受体RORα在表皮不同的细胞系异质表达。膜受体MT2的表达在兴盛期晚期和退行期上调，而休止期较低；RORα在兴盛期晚期较低，退行期晚期上调，休止期下降。通过本实验室多年的研究发现，生长相关基因如：TGFβRⅡ、Wnt10b、MSX-2、Frizzled、FGF5、PDGFRA、RORα和RORβ与血浆中MT含量显著相关；其中与RORα、RORβ和FGF5为正相关，其余为负相关。对内蒙古绒山羊周岁母羊埋植MT，促进了MT与其核受体在绒毛生长兴盛期皮肤中的结合，降低了TGF-β和BMP2在兴盛期皮肤中的表达量，但对其受体TGFβRⅡ和BMPRIB在皮肤中的表达量影响小，促进了PDGFA、PDGFRa、Wnt10b和Frizzled在皮肤中的表达，也促进了Wnt10b和Frizzled在兴盛期皮肤中的结合；此外，明显增加FGF5在兴盛期皮肤中的表达量，然而降低兴盛期Notch1、Delta1和hairless在皮肤中的表达量。MT在绒山羊绒毛周期性生长中可能通过与RORα和RORβ结合，并引起β-catenin和PDGFA表达量的变化，通过这些信号分子使下游分子转录，并同时带动其它信号通路相互作用而发挥其生物学作用。通过原位杂交实验研究发现，埋植MT导致RORα的表达信号集中在绒山羊次级毛囊和初级毛囊的外根鞘上，且其表达量较正常组织要低。河海蓉等在研究人大脑局部缺血的实验中发现MT能上调Bcl-2基因的表达量。MT显著上调皮肤细胞凋亡相关基因Bax在绒山羊皮肤中各月份的表达量，从而提高了皮肤中Bcl-2/Bax的比值。对绒山羊埋植MT，影响SOX21在毛囊休止期和生长前期在皮肤中的表达量，对生长期的BMP4在皮肤中的表达量也有影响，并上调4月份的Noggin在皮肤中的表达量，但对BMP4和Noggin间的相互作用无影响。吴江鸿研究发现，埋植MT，导致绒山羊皮肤中Hoxc13的表达提前，并显著上调了8-10月份间皮肤中Hoxc13的表达量；在体外培养实验中发现，MT下调绒山羊皮肤成纤维细胞中Hoxc13的表达，上调绒山羊皮肤角质化细胞中Hoxc13的表达量。另外，还发现，在成纤维细胞中添加MT后，上调的基因有Notch1、FGF5、NTRK3、RORα2、Hairless和RORγ，Wnt10b几乎被下调1倍。
三、小结
埋植MT缩短山羊绒生长周期。埋植1年MT后7月份停止埋植将在2年内出现3次脱绒现象，并推迟其翌年春季脱绒时间。开始埋植MT的当年出现产绒量提高的趋势，而连续2年埋植MT后导致第二年产绒量比第一年的产绒量下降。埋植MT对粗毛长度和生长周期无影响；也对成年羊春季抓绒时绒长度和细度无影响，但具有提高其绒毛比的趋势；对周岁羊开始埋植MT当年具有绒毛细度变细的趋势。
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