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绵羊多脊椎性状可以提高产肉性能,而多脊椎性状的形成与骨骼发育过程密切相关。骨骼是脊椎动物构成中最重要的组织之一,它对机体起到支持、运动及保护等作用。骨骼发育的过程有膜内骨化和软骨内骨化两种方式。膜内骨化是通过间充质细胞直接分化成骨细胞;软骨内骨化是间充质细胞先分化形成软骨,而后软骨被矿化形成骨。在骨骼生长发育的过程中,会受到众多生长因子、细胞因子的调控,与此同时,调节因子则通过相关信号通路参与骨发生过程。在骨发育过程中,Hoxc8不但是重要的发育调控基因,而且严格的Hoxc8表达模式控制着身体前后轴的定位和肋骨轮廓的形成。虽然知道Hoxc8与成骨有关,但与其相作用的信号通路仍然不明确。而在骨骼发育过程中对成骨细胞分化和骨形成起着关键作用的信号通路——BMPs/Smads信号通路可能与Hoxc8有密切关联。本研究观察Hoxc8发生作用是否通过与Smads蛋白家族中的Smad1相关联,进而与BMPs/Smads信号通路有所联系。旨在探究绵羊骨骼发育过程中Hoxc8与BMPs/Smads信号通路的关联,为今后进一步研究绵羊多脊椎性状成因与信号通路之间的作用机制奠定基础。一、两种不同来源成体干细胞成骨过程中相关基因的表达使用脂肪间充质干细胞（Adipose-Derived Stem Cells,ADSCs）和骨骼肌源性干细胞（Muscle-Derived Stem Cells,MDSCs）进行体外成骨细胞诱导分化,通过染色鉴定均呈阳性,并检测成骨标志基因OCN、Ⅰ型胶原蛋白、Runx2的转录水平和蛋白质水平。在转录水平上,ADSCs中的OCN和Ⅰ型胶原蛋白均呈现先升高后平稳的趋势,在第9天时表达量最高,分别为9.6倍和12.5倍,而Runx2的表达量先降低后升高;MDSCs中OCN和Ⅰ型胶原蛋白也呈现为先升高后平稳,第9天时表达量最高,分别为7倍和6倍,而Runx2表现为先降低后升高。OCN、Ⅰ型胶原蛋白、Runx2的蛋白质水平的表达与转录水平趋势一致。二、在成骨分化诱导过程中BMPs/Smads信号通路关键因子与Hoxc8基因表达量在成骨诱导分化过程中,用实时定量PCR检测BMPs/Smads信号通路的重要信号因子BMP2、BMP7和Smad1的表达量,发现BMP2、BMP7的表达量基本没有变化,而Smad1的表达量和Hoxc8基因的表达量在转录水平均为先升高后降低,且第9天时表达量最高,蛋白质的表达趋势也一致。三、Smad1与Hoxc8基因的相互作用关系构建Smad1过表达和干扰载体,并通过脂质体转染的方法,将其转染进ADSCs内。通过对其进行转录水平检测发现,Smad1过表达后的细胞是正常细胞的7倍;Smad1干扰细胞是正常细胞的0.48倍。蛋白质水平检测和转录水平相同。对Smad1过表达和干扰细胞内Hoxc8基因的转录水平和蛋白质水平进行检测,发现Hoxc8转录水平表达量在过表达Smad1的细胞内是正常细胞的0.85倍,而在Smad1干扰细胞内是正常细胞的2.42倍,同时在蛋白质水平的检测也有相同的变化趋势,说明Smad1的表达与Hoxc8的表达呈负相关。通过对Hoxc8基因过表达和敲除细胞内的Smad1进行检测,发现在转录水平和蛋白组水平上Smad1的表达没有变化,说明Hoxc8基因对Smad1无影响。上述研究表明在成骨分化过程中BMPs/Smads信号通路的Smad1与Hoxc8变化趋势相同,同时Smad1对Hoxc8呈负相关,而Hoxc8对Smad1无影响,推测BMPs/Smads信号通路可能处于Hoxc8上游。本研究初步验证了Hoxc8基因与BMPs/Smads信号通路之间的作用机制,为今后成骨过程中信号通路作用机制的研究提供了实验依据。