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鹿茸是哺乳动物中惟一失去后还能完全再生的器官,其惊人的生长速率也是哺乳动物任何组织和器官所无法比拟的。推测鹿茸的生长有它特殊的物质基础,存在自身的规律。多年来,许多学者从各种角度、采用各种科学手段对这一特殊的、绝无仅有的动物学生命现象的内在机制进行了研究,但迄今仍没能从根本上阐明茸角生长的生物学调控机理。鹿茸的生长是在一个复杂的分子网络调控下进行的,筛选出鹿茸生长相关的调控基因是研究鹿茸生长内在机制的重要思路。本文以构建成功的鹿茸尖端组织全长cDNA文库为材料,进行了5’端EST测序及分析,并在此基础上结合生物信息学方法和实时荧光定量PCR技术对文库中部分中、高丰度表达的生长相关基因进行了序列特征和表达的初步研究,结果如下：1.从鹿茸尖端组织cDNA质粒文库中随机选取1012个克隆进行测序,经Cross-match软件编辑后,获得长度大于100 bp的有效序列为906条,其序列的平均长度为390.48bp, GC含量为44.56%。利用Phrap软件对906条有效EST序列进行片段重叠群分析和拼接后共获得701个独立基因(Unigene),其中包括86个片段重叠群(Contig)和615个独立的ESTs (Singlet). GenBank登录号：GH546162-GH546861和GH571843。2.经BLASTX和BLASTN程序检索和分析,具有已知或推测功能基因580个,未知功能基因74个,未比对上的基因47个(可能是新基因)。与欧洲牛同源的基因所占比例最大,占81.3%。通过GeneOntology分类对获得的已知功能基因进行了包括分子功能、生物过程和细胞组分在内的三个层次的功能注释,明确了各个层次的基因表达的整体情况,构建了东北梅花鹿鹿茸尖端组织的基因表达谱,并根据BLAST注释结果,通过进一步聚类分析,得到了42条与鹿茸尖端组织生长相关的功能基因。3.采用实时荧光定量PCR技术检测了在鹿茸研究中首次提到的7个生长相关功能基因的表达,并对其中5个经重新测序测通的具有全长cDNA的基因进行了生物信息学分析。结果表明：①骨唾液蛋白Ⅱ基因cDNA全长1576 bp,开放阅读框长936 bp,编码311个氨基酸。预测其编码蛋白分子量为34.1KD,理论等电点pI为4.05。该基因含信号肽,为分泌蛋白,存在两个跨膜区,具有一个BSP-Ⅱ结构域,亚细胞定位在胞外,二级结构主要以a螺旋和无规则卷曲为主。实时荧光定量PCR检测结果表明：该基因在鹿茸皮肤层及间充质层几乎没有表达,前软骨层和软骨层均有表达,且软骨层表达强度明显高于前软骨层,其表达与鹿茸组织矿化的过程呈显著正相关。提示该基因作为骨基质的主要结构蛋白,参与鹿茸组织矿化。②骨桥蛋白基因cDNA全长1406bp,开放阅读框长840bp,编码279个氨基酸。预测其编码蛋白分子量为30.99KD,理论等电点pI为4.40。该基因含信号肽,为分泌蛋白,存在两个跨膜区,具有一个Osteopontin结构域,亚细胞定位在胞外,二级结构以无规则卷曲为主。实时荧光定量PCR检测结果表明：该基因的表达具有波动性,其表达量从鹿茸皮肤层到前软骨层逐渐上升,到软骨层表达量又下调。推测该基因通过介导破骨细胞与矿化组织的黏附,参与了鹿茸组织矿化。③核心蛋白多糖基因cDNA全长1831 bp,开放阅读框长1083bp,编码360个氨基酸。预测其编码蛋白分子量为39.9KD,理论等电点pI为8.8。该基因含有信号肽,为分泌蛋白,存在三个跨膜区和两个LRR-RI结构域,亚细胞定位在胞质内外,二级结构中a螺旋和无规则卷曲居多。实时荧光定量PCR检测结果表明：该基因在鹿茸间充质层的表达显著高于其他三层组织。提示该基因的抗纤维化活性可能是维持鹿茸间充质层快速生长的另一个重要调节因素。④钙调节素基因cDNA全长1527 bp,开放阅读框长462bp,编码149个氨基酸。预测其编码蛋白分子量为16.9 KD,理论等电点pI为4.09。该基因无跨膜区和信号肽,为非分泌蛋白,存在两个EFh结构域,亚细胞定位在细胞核与线粒体,二级结构主要以α螺旋为主。实时荧光定量PCR检测结果表明：该基因在鹿茸皮肤层的表达量显著高于其他三种组织,可见该基因的高表达对促进茸皮组织生长具有积极地作用。⑤膜联蛋白基因cDNA全长1487bp,开放阅读框长1050bp,编码349个氨基酸。预测其编码蛋白分子量为39.5KD,理论等电点pI为6.92。该基因没有跨膜区和信号肽,为非分泌性蛋白,存在四个ANX结构域,亚细胞定位在核内,二级结构主要以a螺旋为主。实时荧光定量PCR检测结果表明：该基因在鹿茸皮肤层和间充质层表达量低,而在前软骨层至软骨层却维持着高表达。推测该基因通过参与鹿茸组织Ca2+离子通道形成,从而参与了鹿茸组织矿化。⑥纤连蛋白1基因经实时荧光定量PCR检测显示：该基因的表达量从鹿茸皮肤层到软骨层逐渐上升,且前软骨层和软骨层的表达量明显高于皮肤层和间充质层,推测该基因可通过直接刺激成骨细胞的生长分化和增殖,参与成骨过程。⑦骨结合素经实时荧光定量PCR检测显示,其表达方式与骨桥蛋白相似,二者相比骨结合素在前软骨层表现出更明显的高表达,推测该基因对启动矿化过程,促使矿物质在胶原上沉积起着重要作用。综合分析表明,骨唾液蛋白Ⅱ、骨桥蛋白、膜联蛋白、纤连蛋白1及骨结合素在鹿茸尖端组织中的表达方式较为相似,即在鹿茸皮肤层和间充质层表达量低,而在前软骨层至软骨层却维持着较高的表达水平,推测它们可能作为重要的骨化因子共同促进了鹿茸角组织的成骨过程；而钙调节素、核心蛋白多糖则可能是鹿茸皮肤层和间充质层快速生长的重要调节因素。以上的实验结果为从基因水平上研究鹿茸的生长机制提供了可供利用的基础试验数据。