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为解决白绒主导限制消费需求、染色污染环境等问题，研究人员开展 miRNA-200a 调控绒山羊毛色机制研究。发现 miRNA-200a 靶向抑制 GNAI1 和 PLCB4 影响黑色素合成与转运，为培育天然有色绒山羊品种提供理论依据。
在生命科学领域，动物毛色形成机制一直是备受关注的研究方向。对于绒山羊而言，其羊绒因柔软稀有被称为 “软黄金”，但目前全球绒山羊产业面临着显著挑战：一方面，白色羊绒占据主导地位，消费者对毛色多样化的需求难以得到满足；另一方面，传统的羊绒染色工艺依赖合成染料和有毒化学物质，不仅会对水资源造成污染，还会破坏生态系统。随着环保意识的增强，开发天然有色绒山羊品种成为当务之急，而揭示毛色调控的分子机制则是解决这一问题的关键。
为了探寻绒山羊毛色差异的内在机制，吉林农业科技学院动物科学技术学院与吉林大学兽医学院的研究人员开展了相关研究。他们聚焦于 MicroRNA（miRNA，一类非编码 RNA，通过结合 mRNA 的 3' 非翻译区调控基因表达）在毛色形成中的作用，尤其是此前已发现的在不同毛色绒山羊皮肤中差异表达的 miRNA-200a，试图明确其调控机制。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了一系列关键技术方法：首先运用生物信息学工具（如 TargetScan、miRDB、miRBase）预测 miRNA-200a 的靶基因；然后通过双荧光素酶报告基因实验验证 miRNA 与靶基因的直接相互作用；接着利用 RT-qPCR（实时荧光定量聚合酶链式反应）和 Western blot 技术检测基因在 mRNA 和蛋白质水平的表达差异；最后通过在 BALB/c 小鼠体内进行 antagomiR-200a 皮下注射实验，验证 miRNA-200a 对色素沉着的调控作用。研究中使用的样本包括来自吉林巴林右旗绒山羊种羊场的 5 只白色和 5 只黑色成年雄性绒山羊的皮肤组织，以及吉林大学实验动物中心提供的 BALB/c 小鼠。
体内表达分析
通过 RT-qPCR 和 Western blot 分析发现，在黑色绒山羊皮肤中，miRNA-200a 的表达水平显著高于白色皮肤（增加 60.4%，P<0.01），而其预测的靶基因 GNAI1（G 蛋白 α 抑制亚基 1）和 PLCB4（磷脂酶 Cβ4）的 mRNA 和蛋白表达水平则显著低于白色皮肤（分别降低 82.3%、58.8%，P<0.01）。KEGG 分析显示，GNAI1 和 PLCB4 均参与黑色素生成通路（hsa04916），提示 miRNA-200a 可能通过调控这两个基因影响色素沉着。
靶位点预测与双荧光素酶验证
利用 TargetScan 预测到 miRNA-200a 与 GNAI1 和 PLCB4 的 3'UTR 区域存在结合位点。双荧光素酶报告基因实验表明，当使用 miRNA-200a 模拟物时，野生型（WT）GNAI1 和 PLCB4 质粒的荧光素酶活性显著降低（P<0.01），而突变型（MT）质粒和空载体对照组无明显变化，证实了 miRNA-200a 与这两个基因的直接相互作用。
miRNA-200a 在 HaCaT 细胞中的调控作用
在人永生化角质形成细胞（HaCaT 细胞）中转染 miRNA-200a 模拟物或抑制剂后，RT-qPCR 和 Western blot 结果显示，miRNA-200a 过表达可使 GNAI1 和 PLCB4 的 mRNA 水平降低 60.5%，蛋白水平也相应下降；而抑制 miRNA-200a 则导致这两个基因的表达显著升高（mRNA 增加 84.8%，P<0.01），表明 miRNA-200a 在转录和翻译水平上均能调控 GNAI1 和 PLCB4 的表达。
小鼠体内实验验证
给 BALB/c 小鼠皮下注射 antagomiR-200a（miRNA-200a 抑制剂）后，与对照组相比，小鼠皮肤黑色素含量显著降低（P<0.01），同时 miRNA-200a 的表达水平下降 75%（P<0.001），而 GNAI1 和 PLCB4 的 mRNA 和蛋白表达水平则分别升高 44.6% 和 50.8%（P<0.01）。免疫组织化学分析显示，GNAI1 和 PLCB4 蛋白主要定位在皮脂腺中，进一步验证了 miRNA-200a 通过抑制这两个基因促进黑色素生成的机制。
综合研究结果表明，miRNA-200a 通过直接结合 GNAI1 和 PLCB4 的 3'UTR 区域，抑制这两个基因的表达，从而调控黑色素的合成与转运过程，最终影响绒山羊的毛色。GNAI1 作为 G 蛋白偶联受体信号通路的负调控因子，可能通过影响毛囊微环境中的细胞信号传导参与色素沉着；PLCB4 则通过调节细胞内钙信号，在黑色素生成中发挥重要作用。该研究不仅揭示了绒山羊毛色调控的新机制，还为通过基因编辑技术培育天然有色绒山羊品种提供了理论依据，有助于减少对传统染色工艺的依赖，推动绒山羊产业的可持续发展。此外，研究中发现的 miRNA-200a 与靶基因的调控网络，也为其他动物毛色改良及相关色素沉着疾病的研究提供了参考。
