和田羊CERS4基因克隆、生物信息学分析及雄激素对其在皮肤表达分布的影响

来源：中国畜牧兽医杂志2024年第12期北京时间：

作者：冯稚雅, 彭婉婉, 尤小松, 武振辉, 张建萍, 张楠, 史瑞军, 李树伟

单位：塔里木大学生命科学与技术学院, 塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室, 阿拉尔 843300

摘要：【目的】 探究雄激素对和田羊皮肤结构的影响，了解神经酰胺合成酶4(ceramide synthases 4，CERS4)基因及蛋白在雄激素影响和田羊皮肤结构中发挥的作用。【方法】 选择15只2岁和田母羊随机分为5组，每隔3 d分别对对照组和试验1、2、3、4组和田羊肌肉注射0、1、2、3、4 mg/kg睾酮，共处理42 d，在第42天采集背部皮肤组织。采用对照组和田羊皮肤样品进行CERS4基因CDS区克隆和测序，构建和田羊CERS4蛋白氨基酸序列系统进化树，并分析和田羊CERS4蛋白的理化性质及蛋白质结构等。通过制作皮肤组织切片并进行马松染色，探究不同剂量睾酮处理和田羊后的皮肤结构变化；通过实时荧光定量PCR检测不同剂量睾酮处理后和田羊皮肤中CERS4基因表达水平，采用免疫组化技术观察CERS4蛋白在和田羊皮肤中的分布。【结果】 成功克隆和田羊CERS4基因CDS区，长度为1 182 bp，编码393个氨基酸。相似性分析表明，和田羊与绵羊的CERS4基因相似度最高。系统进化树分析结果显示，和田羊与绵羊在进化上属于同一分支，与人和小鼠的亲缘关系最远。生物信息学分析显示，和田羊CERS4蛋白为亲水性蛋白，无信号肽且可能有5个跨膜结构域。和田羊CERS4蛋白大部分位于内质网和细胞质膜中，而在高尔基体、细胞核和线粒体中含量最少。该蛋白与W5Q2R1_SHEEP、ACER3、SGMS1等蛋白相关性高达95%以上。经睾酮处理后和田羊皮脂腺数量和面积显著增加(P＜0.05)，并且睾酮处理组和田羊皮肤样品CERS4基因表达水平相比对照组均显著提高(P＜0.05)，CERS4蛋白主要在皮肤皮脂腺部位表达。【结论】 试验成功克隆了和田羊CERS4基因，雄激素处理促使和田羊皮脂腺面积增大、数量变多，并且显著提高皮肤CERS4基因的表达水平。本研究为深入了解雄激素影响绵羊皮脂腺增殖分化的作用及机制提供理论依据，同时对解决由雄激素引起的皮肤健康问题具有理论意义。

关键词：和田羊;CERS4基因')">CERS4基因;雄激素;皮脂腺;组织形态学;生物信息学

基金资助：塔里木大学校长基金(TDZKBS202309)；天山英才-科技创新领军人才培育项目(2023TSYCLJ0057)；“天池英才”引进计划青年博士项目