鸡胚卵内注射CHIR-99021通过调节Wnt信号通路和转录组促进鹅胚(Anser cygnoides)羽毛毛囊发育

In Ovo Injection of CHIR-99021 Promotes Feather Follicle Development via Modulating the Wnt Signaling Pathway and Transcriptome in Goose Embryos (Anser cygnoides).

作者信息Ziqiang Feng, Haizhou Gong, Jinhong Fu, Xiaohui Xu, Yupu Song, Xiaomin Yan, Ichraf Mabrouk, Yuxuan Zhou, Yudong Wang, Xianou Fu, Yujian Sui, Tuoya Liu, Chuanghang Li, Zebei Liu, Xu Tian, Le Sun, Keying Guo, Yongfeng Sun, Jingtao Hu
PMID35669574
发布时间2022-05-13
DOI10.3389/fphys.2022.858274

实验完整度

包括体内卵内注射实验、组织学观察、Western blot、免疫组化、RNA-seq及q-PCR验证,多个证据层级支持功能验证和机制验证。

主要模型

鹅胚(Anser cygnoides)卵内注射模型 鹅胚背侧皮肤组织

重点核对

CHIR-99021剂量:1,000 ng、2,000 ng、5,000 ng/胚 注射时间:E9(毛囊发育起始阶段) 对照组:非注射组(BLANK)和0.9%生理盐水注射组(CK) 采样时间点:E13、E17、E21、E25

摘要

羽毛在鸟类中具有重要的生理功能,也是养鹅业的经济产物之一。理解并调节胚胎期羽毛毛囊发育对鸟类生物学和家禽业至关重要。CHIR-99021是一种有效的Wnt/β-catenin信号通路激活剂,与羽毛毛囊发育相关。本研究在鹅胚(Anser cygnoides)羽毛毛囊发育起始阶段(E9)进行卵内注射CHIR-99021。结果显示,羽毛生长和羽毛毛囊发育得到促进。Wnt信号通路通过抑制GSK-3β被激活。转录组分析显示,接受CHIR-99021的胚胎背部组织中的转录变化与翻译、代谢、能量转运和应激相关,这可能是为了适应和协调CHIR-99021对羽毛毛囊发育的促进作用。本研究表明,卵内注射CHIR-99021是改善养鹅业羽毛毛囊发育和羽毛相关性状的潜在策略,并为进一步理解羽毛毛囊发育提供了鹅胚背部组织Wnt信号通路和转录组的图谱。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CHIR-99021卵内注射能否通过调节Wnt信号通路促进鹅胚羽毛毛囊发育?
核心机制
CHIR-99021通过抑制GSK-3β激活Wnt/β-catenin信号通路,上调FZD4、β-catenin、LEF1、TCF4和c-Myc的表达,从而促进羽毛毛囊发育。
主要证据
鹅胚卵内注射CHIR-99021后,羽毛长度、宽度、毛囊直径和密度显著增加;Western blot显示Wnt通路蛋白表达变化;RNA-seq揭示转录组变化与翻译、代谢、能量转运和应激相关。
研究意义
卵内注射CHIR-99021可能是改善养鹅业羽毛性状的潜在策略,并提供了鹅胚背部组织Wnt信号通路和转录组图谱,有助于进一步理解羽毛毛囊发育机制。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

确定卵内注射和采样时间点

观察E9至E25羽毛毛囊形态发生,确定注射和采样的合适时间。

通过H&E染色观察E9至E25羽毛毛囊形态,确定E9为卵内注射时间点,E13、E17、E21、E25为采样时间点。

2

卵内注射CHIR-99021及分组处理

评估不同剂量CHIR-99021对鹅胚的存活率及羽毛毛囊发育的影响。

在E9将不同剂量CHIR-99021溶液注射入卵黄囊,设置对照组和不同剂量组,观察存活率。

3

检测羽毛生长指标

评估CHIR-99021对羽毛长度和宽度的影响。

在E17、E21、E25采集羽毛,测量长度和宽度。

4

组织学观察毛囊形态与测量

评估CHIR-99021对毛囊直径和密度的影响。

通过H&E染色观察毛囊形态,测量毛囊直径和密度。

5

Western blot检测Wnt通路蛋白表达

验证CHIR-99021对Wnt信号通路关键蛋白表达的影响。

提取背侧皮肤组织总蛋白,通过Western blot检测GSK-3β、β-catenin、FZD4、LEF1、TCF4、c-Myc的表达。

6

免疫组化检测β-catenin分布

观察β-catenin在羽毛毛囊中的表达定位。

使用IHC-P检测β-catenin在羽毛毛囊中的表达和分布。

7

转录组测序及分析

全面评估CHIR-99021对鹅胚背侧皮肤转录组的影响。

提取CK和5,000 ng组E13和E25背侧皮肤RNA,进行RNA-seq,分析差异表达基因、GO和KEGG富集,并筛选转录因子。

8

q-PCR验证转录组结果

验证RNA-seq数据的可靠性。

随机选取16个DEGs进行q-PCR验证。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
CHIR-99021MedChemExpress--
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
BCA蛋白浓度检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
抗β-catenin抗体biossbs-23663R
抗GSK-3β抗体biossbs-0023M
抗c-Myc抗体biossbs-4963R
抗TCF4抗体biossbs-1280R
抗LEF1抗体biossbs-1843R
抗FZD4抗体biossbs-13217R
ACTB兔单克隆抗体AbclonalAC026
山羊抗兔IgG(H+L)/HRP抗体Biosynthesis Biotechnology--
剥离缓冲液Solarbio--
ECL检测试剂盒Millipore--
Bio-Rad成像系统Bio-Rad--
UltraSensitive™ SP兔免疫组化试剂盒MXB--
DAB显色液MXB--
Trizol试剂盒Invitrogen--
Nanodrop分光光度计BIO-DL--
Agilent 2100生物分析仪Agilent Technologies--
Ribo-Zero™磁力试剂盒Epicentre Biotechnologies--
QiaQuick PCR提取试剂盒QIAGEN--
PrimeScript RT试剂盒(含gDNA Eraser)Morey Biosciences--
SYBR Green试剂Morey Biosciences--
CFX Connect实时荧光定量PCR检测系统Bio-Rad--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
卵内注射
CHIR-99021剂量(1,000、2,000、5,000 ng/胚),注射体积100 μl,溶剂0.9%生理盐水,注射时间E9
阅读提示:Materials and Methods: Experimental Design and Treatments; Preparation of CHIR-99021 Solutions and the In Ovo Injection Procedure
羽毛形态测量
采样时间点E17、E21、E25,羽毛长度和宽度测量方法
阅读提示:Materials and Methods: Sampling and Measurements of Feather Length and Feather Width
毛囊形态与密度
切片厚度5 μm,H&E染色,测量直径和密度的方法
阅读提示:Materials and Methods: Morphological Observations and Measurements of Feather Follicle Diameter and Feather Follicle Density
Western blot
蛋白提取方法、上样量、抗体稀释比例、内参
阅读提示:Materials and Methods: Western Blotting Analysis
RNA-seq
样本来源(CK和5,000 ng组E13和E25)、RNA质量要求、测序平台
阅读提示:Materials and Methods: RNA Extraction and RNA-Seq