近日，中国农业大学动物科学技术学院张微教授团队在知名期刊《International Journal of Molecular Sciences》和《Journal of Animal Science and Biotechnology》上在线发表论文《褪黑素通过激活Keap1-Nrf2信号通路和抑制炎症转录因子NF-κB/AP-1促进成年绒山羊次级毛囊的发育》（Melatonin Promotes the Development of Secondary Hair Follicles in Adult Cashmere Goats by Activating the Keap1-Nrf2 Signaling Pathway and Inhibiting the Inflammatory Transcription Factors NF-κB and AP-1）和《褪黑素通过调节circMPP5促进次级毛囊的发育》（Melatonin promotes the development of the secondary hair follicles by regulating circMPP5）分别阐述了褪黑素在成年和幼龄绒山羊上调控次级毛囊发生和发育的新机制，标志着团队在山羊绒生长机理与品质调控方面取得新的重要进展。
山羊绒是纺织羊绒衫等羊绒制品的原料，有“纤维宝石”和“软黄金”之称，是高档、珍贵的纺织原料。我国是世界上最大的羊绒生产国，我国羊绒因细、长、白，以及产量大，在国际羊绒产业中有很强的竞争力，贸易量均占全世界的70％。国内羊绒产业经历30多年快速发展，很长一段时间绒山羊养殖者片面追求羊绒的单产，利用各种高产品种羊进行杂交改良提高羊绒产量，忽视了保种、羊绒细化及羊绒品质的控制，导致羊绒有逐年增粗的趋势。随着国际市场对细型山羊绒的需求不断增长，其价格也越来越高，因此，保持或降低羊绒纤维直径，提高绒山羊个体产绒量和羊绒品质是当前我国绒山羊产业需要解决的一个关键问题。
传统理论认为：品种内提高个体山羊绒产量与降低山羊绒细度相矛盾，杂交改良是解决此问题的唯一途径。团队前期利用褪黑素调控绒山羊皮肤次级毛囊数量和活性次级毛囊数量，实现了在提高绒山羊个体产绒量的同时，降低羊绒细度的目的。首先团队在成年绒山羊非长绒期开展了利用褪黑素前期诱导长绒模式的研究，将非长绒期诱导长的绒与长绒期自然长的绒衔接，从而有效增加了羊绒长度，提高了羊绒产量，同时还增加了羊绒密度，降低了羊绒细度。紧接着，以幼龄内蒙古绒山羊为对象开展研究，揭示了褪黑素通过提高出生早期幼龄绒山羊的抗氧化能力，降低皮肤氧化应激损伤，抑制皮肤次级毛囊细胞凋亡，促进次级毛囊的形态发生和发育成熟，增加皮肤次级毛囊数量，提高羊绒密度，进而提高羊绒产量，降低细度，改善品质的分子机制。
2020年以来，团队在前期研究成果的基础上，继续开展深入的机制研究。在幼龄绒山羊上，利用高通量测序技术等分析技术，研究推测褪黑素通过circMPP5吸附miR-211，调节MAPK3的表达，介导对MAPK通路的调控，从而促进次级毛囊细胞的增殖和分化。至此，可以说褪黑素提高幼龄绒山羊次级毛囊密度是通过抗氧化作用抑制细胞凋亡和通过调控编码基因和非编码基因的表达促进细胞增殖两条途径共同实现的。
图3 褪黑素通过circMPP5/miR-211/MAPK3介导MAPK通路调控幼龄羔羊次级毛囊发生发育的分子机制
在成年绒山羊上，研究结果发现褪黑素通过Keap1-Nrf2抗氧化通路，增强皮肤和次级毛囊的抗氧化能力，降低血清和皮肤次级毛囊中的ROS和RNS水平，增加活性次级毛囊的数量，改善绒毛品质。同时，在老龄羊上通过抑制NF-κB和AP-1蛋白的表达，降低SASP的分泌，延缓皮肤的衰老，改善次级毛囊生存的微环境，增加活性次级毛囊的数量，改善绒毛品质。至此，褪黑素提高成年绒山羊活性次级毛囊密度的分子机制被初步揭示，并诠释了褪黑素在老龄羊上效果突出的机理。
图4 褪黑素促进成年羊和老龄羊次级性毛囊生长发育的分子机制
这两个研究结果为团队在山羊绒生长机理与品质调控领域的重要进展，也为褪黑素在绒山羊产业上的应用进一步夯实了理论基础。
中国农业大学为论文的第一完成单位。动科学院在读博士研究生刁小高为第一作者，和立文副教授为合作者，张微教授为通讯作者。河北农业大学段春辉老师参加部分工作。该研究动物试验在内蒙古亿维白绒山羊有限公司进行，得到了国家绒毛用羊产业技术体系和鄂尔多斯羊绒资源股份有限公司中国农业大学教授工作站的资助。