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器官形态发生是器官生长、发育并维持其形状的过程,器官形态发生信息主要有两个层面:1)位置信息;2)蓝图信息。由于研究技术和动物模型的缺乏,器官形态发生的研究进展缓慢,尤其是哺乳动物器官形态发生的研究。近年来,可再生的低等动物方面研究发现“形态发生由生物电编码、“形态发生信息是由生物电信号组成”,这为哺乳动物器官形态发生的研究提供了理论依据。鹿茸是自然唯一能够再生的哺乳动物器官,是一个理想的哺乳动物器官研究模型,特别适合用来探索哺乳动物器官的形态发生是否也像低等动物那样由生物电所编码。研究证明,鹿茸形态发生原胚(antlerogenic periosteum,AP)存储着形态发生的位置信息。但当前已有的实验数据无法说明鹿茸形态发生蓝图信息的存储位置。本研究通过对AP进行不同操作的5个实验,发现:AP左右极性颠倒后,鹿茸的左右极性没有改变;用液氮将AP中心冻伤后,不完整的AP依然能形成一个具有种属特异性形状的鹿茸;双层AP叠加后,初角茸的形态发生受到了干扰;异位移植的AP在多年后,依然能形成每年具有相同形状的鹿茸;AP组织经过一定时间的离体培养后,AP组织依然存活,但生茸能力丢失。在生物电方面,鉴于钠离子在生物电方面的重要作用和细胞内钠离子浓度对器官再生的影响(低等动物方面的研究结果),本研究通过Coro Na荧光染料对AP、PP(pedicle periosteum)、FP(facial periosteum)三种细胞的细胞内钠离子进行染色,得到细胞内钠离子的浓度差异是APC>PPC>FPC;通过对已经发现的10种钠离子通道基因在AP、PP、FP三种细胞转录水平上的检测,发现了AP细胞中特异性转录的Na V1.1基因及候选基因Na V1.5;尽管雄性激素能够严格控制鹿茸的形态发生,研究中通过抗雄心激素药物的应用验证了睾酮对割处再生的“二茬茸”的发育具有抑制作用,然而通过向培养液中添加睾酮却发现睾酮对离体培养的AP、PP、FP三种细胞的细胞内钠离子浓度没有影响;通过能够干扰细胞膜电位的ivermectin、MS-222、concanamycin A和SCH-28080四种化学药物活体干扰AP,使该组织超极化或者去极化,发现初角茸生长发育受到抑制。结论如下:1)鹿茸形态发生的蓝图信息存储于AP中,其中有关前后极性的信息是分区域固定存储的,受到干扰后在发育过程中可调节的能力有限,而左右极性信息则不同,受到干扰后在发育过程中可调节回正常状态,控制鹿茸生茸能力的信息属于生理层面的信息;2)AP和PP细胞的生茸能力可能与其内高浓度钠离子水平有关;3)睾酮能够影响活体鹿茸的形态发生,但不能直接影响离体培养的AP和PP细胞内钠离子的浓度。4)鹿茸的形态发生需要AP处于特性的生物电极化状态。