赣西山羊皮肤结构、毛囊周期与GSDMA蛋白表达的热湿适应性研究

　　本研究通过组织学(H&E、Sacpic、黑色素染色)、免疫组化(Ki67、GSDMA)和Western blot技术，系统揭示了赣西山羊皮肤形态结构、毛囊周期特性及GSDMA蛋白的动态表达模式，为解析其适应高温高湿环境的生理机制提供了关键分子与形态学证据，对家畜环境适应性育种和皮肤生物学研究具有重要价值。

　　

引言

皮肤作为动物体最外层的组织结构，承担着屏障保护、感觉传导、体温调节和免疫应答等多重生理功能。其组织结构的形态特征在很大程度上反映了动物对环境条件的适应能力，尤其在高温高湿等极端气候条件下，皮肤结构的差异显著影响机体抵抗热应激和维持稳态的能力。毛囊作为皮肤重要的附属器结构，其周期性活动直接影响毛发的生长、脱落和再生。毛囊生长周期主要包括生长期（anagen）、退行期（catagen）和休止期（telogen），伴随毛囊内细胞增殖、分化和凋亡等动态变化。毛囊的数量与分布、表皮和真皮的厚度、汗腺和皮脂腺的发育程度以及黑色素的沉积等因素，均与动物的热交换效率和对外界刺激的响应能力密切相关。

赣西山羊是中国江西西部丘陵山区广泛分布的地方品种，对当地环境表现出较强的适应性。长期生活在高温高湿的生态环境中，该品种的皮肤可能具备特殊的结构适应性，以提高散热效率并增强对热应激的耐受能力。然而，目前关于赣西山羊皮肤组织结构的研究仍较为有限，尤其是对其结构特征、细胞增殖活性及毛囊周期发育规律的系统研究尚属空白。

Gasdermin A（GSDMA）是一种在上皮组织中广泛表达的蛋白，参与角质细胞分化、屏障完整性维持和炎症性皮肤反应。其表达异常与银屑病、脱发等疾病相关，提示其在毛囊生物学中可能发挥重要作用。Ki67作为一种细胞周期活跃期的核抗原，常用于评估表皮和毛囊的增殖活性。本研究以赣西山羊为研究对象，通过组织化学染色、免疫组化及Western blot等技术，系统分析其皮肤厚度、毛囊群结构、黑色素分布、增殖细胞定位、次级毛周期初步划分及GSDMA在不同毛囊时期的表达模式，旨在揭示赣西山羊在高温高湿气候条件下的适应特性。

材料与方法

实验动物与采样

选取10头健康6月龄雌性赣西山羊，于宜春市袁州区采购。实验期间动物自由采食。连续12个月每月采集每只山羊颈侧部皮肤组织，分为两部分：一部分用4%多聚甲醛溶液固定，另一部分液氮速冻后存于-80°C备用。最终采样时（18月龄）屠宰动物，采集不同解剖区域皮肤样本，用数显卡尺测量全层皮肤厚度，每点重复测量5次。所有动物实验均经宜春大学动物伦理委员会批准（批准号：LSK2022-028）。

组织切片制备

皮肤样本固定48小时后切取0.5 cm见方组织块，注意毛发方向。经流水冲洗、酒精甘油软化、梯度脱水、透明、石蜡浸透后包埋，连续横纵切片，厚度7 μm。

染色与免疫组化

H&E染色用于观察表皮层厚度和初级毛囊深度；Sacpic染色显示毛囊内根鞘（红色）和外根鞘（蓝色），用于判断毛囊活性；Masson-Fontana黑色素染色定位黑色素分布；免疫组化检测Ki67（1:200）和GSDMA（1:600）表达，DAB显色。

Western blot分析

每月取60 mg皮肤组织，RIPA裂解液提取总蛋白，BC法测定浓度。经SDS-PAGE分离、转膜、封闭后，一抗GSDMA（1:8,000）和β-actin（1:14,000）4°C过夜孵育，二抗（1:10,000）室温孵育90分钟，ECL显影。

数据分析

ImageJ软件分析蛋白条带相对表达量和阳性信号平均光密度（AOD）。数据用GraphPad Prism 9.5.0和SPSS 27.0进行单因素方差分析和Duncan多重比较，p<0.05为差异显著。

结果

皮肤数据统计测量

赣西山羊不同部位全层皮肤厚度存在差异，范围1,118–2,088 μm，平均1,438 μm。最厚为颅部，最薄为前臂内侧。表皮厚度范围12–28 μm，平均20 μm，最厚为跖部，最薄为颈背部。初级毛囊深度范围591–1,797 μm，平均1,056 μm，最深为颈背部，最浅为臀部和腹部。

颈侧部皮肤结构观察

毛囊分为初级和次级，初级毛囊直径大、深入真皮，次级毛囊小而浅。毛囊群呈典型三聚体结构，但排列较其他品种松散，结缔组织鞘发育较弱，毛囊间间隙较宽，汗腺发达。Sacpic染色将次级毛囊周期划分为四个阶段：生长期（10月至次年2月）、晚生长期（3月）、退行期（4–8月）和休止期（9月）。初级毛囊周期相对独立，同一毛囊群内相邻毛囊可处于不同周期阶段。

黑色素分布

黑色素主要分布于毛球和外根鞘，表皮中未见明显沉积。亦见于主毛皮质和少量细毛毛干中。

增殖细胞分布

Ki67阳性细胞稀疏分布于表皮基底层、真皮基质细胞、初级和次级毛囊外根鞘细胞及皮脂腺上皮细胞中，毛母质区域可见大量阳性细胞。

GSDMA蛋白表达的月变化

Western blot显示GSDMA蛋白表达在12个月中呈波动变化，3月和6月表达最高，6月至9月急剧下降。从毛囊周期看，生长期至晚生长期表达显著上升，退行期至休止期持续下降，休止期表达显著低于生长期。

GSDMA蛋白的定位与时序表达

免疫组化显示GSDMA阳性信号定位于细胞质，主要分布于表皮、初级和次级毛囊及皮脂腺。表达强度和分布随月份变化，生长期和晚生早期信号较强，退行期和休止期减弱。平均光密度分析进一步证实其表达与毛囊活性密切关联。

讨论

皮肤厚度与体温调节能力的关系

皮肤厚度的区域差异可能与局部功能需求和热交换需求相关。较厚的皮肤区域增强对机械刺激和紫外线的防护，较薄区域则有利于局部散热。表皮厚度较大的跖部和掌部可能与其暴露于较强摩擦和环境接触有关。初级毛囊深度的差异反映了不同区域毛囊生长潜能和结构稳定性的不同，深部毛囊可能有助于避免直接暴露于高温，支持毛被的持续功能。

毛囊结构特征与皮肤散热调节

赣西山羊毛囊群结构松散、毛囊间隙宽、汗腺发达、结缔组织鞘发育较弱，可能促进皮肤通风和热交换，增强对高温高湿环境的适应。皮脂腺分泌形成的脂质膜既可防止水分流失，也在一定程度上调节导热性。毛囊周期活动的不完全同步性及次级毛囊在休止期仍保持一定活性，表明赣西山羊具备较强的毛囊再生能力，有助于维持被毛健康和体表温度调节。

黑色素分布与紫外线防御机制

黑色素主要分布于毛球、外根鞘和毛皮质，表皮中无显著沉积，这一分布模式通过增加毛囊系统中的黑色素积累实现紫外线屏蔽，降低表皮细胞DNA损伤风险，保持皮肤结构完整性。

Ki67表达与皮肤更新能力

Ki67在毛母质区域的高表达反映了该区域细胞的高增殖活性，皮脂腺上皮和表皮基底层中的阳性信号表明这些区域也具备较强的细胞更新能力。这种高细胞周转率有助于皮肤快速修复环境损伤，维持屏障功能，稳定毛囊周期。

次级毛囊周期特性

赣西山羊次级毛囊周期可分为生长期、晚生长期、退行期和休止期四个阶段，其生长节律可能受到品种特性、环境条件、遗传背景和适应调控机制的综合影响。

GSDMA在毛囊周期中的表达变化分析

GSDMA蛋白的表达波动与毛囊周期状态密切关联，生长期和晚生长期表达较高，退行期和休止期显著降低。其在毛囊外根鞘、内根鞘和皮脂腺细胞中的强表达提示其可能参与毛囊活性维持和生长调控。动态表达模式不仅与毛囊周期相对应，还显示出在不同组织结构中的空间分布差异，表明GSDMA可能在毛囊周期调控中参与多种生物学功能。

结论

本研究通过组织学观察、免疫组化染色和蛋白表达分析，揭示了赣西山羊皮肤毛囊群的形态特征、次级毛囊的周期变化及GSDMA蛋白在不同毛囊时期的表达模式。结果表明，赣西山羊具有排列松散的毛囊群、深部分布的毛囊、显著的皮肤区域厚度差异和一定的细胞增殖能力，这些特征可能共同促成了其对江西西部高温高湿气候的适应。次级毛囊周期可划分为生长期、晚生长期、退行期和休止期四个阶段。GSDMA蛋白在生长期和晚生长期表达较高，退行期下降，休止期最低，其主要定位于细胞质，在表皮、毛囊和皮脂腺中强表达，表达水平与毛囊活性密切关联。这些发现为理解地方品种生态适应机制及皮肤毛发资源开发利用提供了理论基础。