硫酸锌和蛋氨酸锌对小鼠早期生长的影响研究

硫酸锌和蛋氨酸锌对小鼠早期生长的影响研究 硫酸锌和蛋氨酸锌对小鼠早期生长的影响 研究 营养学报2005年第27卷第6期 硫酸锌和蛋氨酸锌对小鼠早期生长的影响研究 虞泽鹏2,施用晖2,乐国伟2 (江南大学食品安全与科学教育部重点实验室,无锡214036; 江南大学食品学院食品营养与安全研究所,无锡214036) 47l I摘要l目的:研究硫酸锌(ZnSO),蛋氨酸锌(Zn—Met)两种锌补加形式对断奶小鼠早期生长 的影响及其机制.:选取21d断奶的雄性小鼠90只(KM种)随机分3组,每组设三个重复,每 重复10只.对照组饲喂玉米淀粉一酪蛋白半纯合基础日粮(合锌11.67mg/kg),ZnSO4组,Zn—Met 组分别在基础日粮中添加ZnSO,Zn—Met30mg/kg(以锌计).饲喂10d,测定小鼠体重,血浆生长 激素含量,生长激素受体基因及胰岛素样生长因子1(IGF一1)基因mRNA表达水平.结果:两种锌 源均能提高小鼠体重及血清锌含量,且Zn—Met促长效果优于ZnSO.两种锌源对生长激素水平,生长 激素受体基因表达无显着影响,但均能显着提高1GF—ImRNA表达水平;Zn—Met处理小鼠IGF—ImRNA 表达量显着高于ZnSO处理.结论:ZnSO和Zn—Met对生长激素水平,生长激素受体基因表达无影 响,但均上调IGF—IITIRNA表达量.Zn—Met较ZnSO更能有效提高小鼠体重和上调IGF—ImRNA表达. 关键词:硫酸锌;蛋氨酸锌;生长;生长激素受体;胰岛素样生长因子 中图分类号:Rl51.2文献标识码:A文章编号:0512—7955一(2005)06—047卜04 EFFEOT0FZINCSULFATEANDZINCMETH10NINE0NGROWTHAND THEIRMECHANISMINMICE YUZe—peng,LEGuo—wei,SHIYong—hui (1TheKeyLaboratoryofFoodSafetyandScience,MinistryofEducation,SouthernYangtzeUniversity, Wuxi214036;.InstituteofFoodNutrition andSafety,SouthernYangtzeUniversity,Wuxi214036,China) [Abstract]0bjective:Toinvestigatetheeffectofzincsulfateandzincmethionineongrowthand theirpossibleregulatingmechanisminmice.Method:NinetymaleKMmicewererandomlydividedinto threegroups.Thecontrolgroupwasfedonbasaldietcontainingzincof11.67mg/kglOd.TheZflSO4 groupandZn—MetgroupwerefedOilthedietssupplementedwithZnSO~orZn—?Metat30mg/kg(onthe basisofZn)for10d.Initialandfinalbodyweight,serumzincconcentration,growthhormone(GH),the levelsofgrowthhormonereceptor(GHR)andinsulinlikegrowthfactor1(IGF一1)mRNAweredetermined. Results:BothZnSO4andZn-Metenhancedbodyweightandserumzincconcentrationofmice,Zn-Met moreeffectivelythanZnSO4forbodyweight.BothformsofzinchadnoeffectonGHandtheexpressionof GHRmRNA,butbothup—regulatedtheexpressionofIGF-1mRNA.AscomparedtoZnSO4,Zn—Met enhancedthelevelofIGF-1mRNAsignificantly.Conclusion:BothZnSO4andZn—Methadnoeffecton GHandtheexpressionofGHRMrna,butenhancedtheexpressionofIGF一1mRNA.Zn—Metenhancedthe bodyweightgainandup-regulatedIGF-1mRNAexpressionmoreeffectivelythanZnSO4. Keywords:zincsulfate;zincmethionine;growth;growthhormonereceptor;insulin-likegrowthfactorI 收稿日期:2005—04—19 基金项目:科技部农业成果转化项目(No.2002730020773) 作者简介:虞泽鹏(1974一),男,讲师,博士研究生:通讯作者:乐国伟,E-mai1:lgw@sytu.edu.cn 472 锌是动物必需的微量元素,与机体内300多 种酶的活性有关,直接影响核酸和蛋白质代谢, 维持机体正常生长及生理功能发挥.锌对生长 激素(GH),胰岛素样生长因子一1(IGF一1),性腺 激素等都有重要的影响.一般认为,GH通过诱导 合成IGF,尤其IGF一1而发挥作用.IGF一1可以降 低机体组织的分解代谢,刺激细胞分裂,骨骼生 长,蛋白质合成等.锌缺乏时会降低GH水平或 损害GH与其受体间的结合,降低IGF一1,GHR基 因表达量,动物生长减缓. 锌补加形式大致有三种类型.其一是无机锌, 如硫酸锌(ZnS0);其二是有机酸锌盐,如葡萄 糖酸锌;其三是锌的氨基酸或肽的螯合物,如蛋 氨酸锌(Zn—Met).多数研究认为氨基酸螯合锌生 物学利用率高于无机锌和有机酸锌盐,能有效促 进动物生长...对于两者生物学效价差异的机 制,是否由于GHR,IGF-1基因表达是否受到影响 尚鲜见报道.本试验拟通过在玉米淀粉一酪蛋白半 纯合日粮中添加ZnS0和Zn—Met两种锌源,研究 两者对断乳小鼠早期生长的影响,探讨其可能的 作用机制. 1材料与方法 1.1动物与日粮 选取21d断奶的雄性小鼠90只(KM种),随 机分为3组,每组设3个重复,每重复10只.基 础日粮为玉米淀粉一酪蛋白半纯合日粮,组成(%) 如下:玉米淀粉63,酪蛋白20,植物油8,纤维 素3,矿物质添加剂5,维生素添加剂1.矿物质 添加的组成为(g/kg):CaHP0500,NaC174, ActaNutrimentaSinica.Dec..2005.,,01.27No.6 K3C6H507.12H20220,K2SO52,MnC033.5,K2SO52, K1030.3,Na2Se03.5H200.01,CrK(SO)2.12H20 0.55,CuC030.3,FerriCDitrate16,补加蔗 糖至1000g;维生素添加剂组成为(每公斤含 量):VA400O00IU,VD3100000IU,VE5O00IU, VBl600mg,VB2600mg,VB6700mg,FoliCacid 200mg,D—Biotin20mg1Niacin3g1VB31.6g1 VK5mg,补加蔗糖至1000g.对照组(contro1) 饲喂基础日粮(含锌11.67mg/kg,实测值),ZnS0 组,Zn—Met组分别在基础日粮中添加硫酸锌 (ZnS0’7H.0,纯),Zn—Met,(本实验室自制, 纯度97.5%)30mg/kg(以锌计).ZnSO组,Zn—Met 组日粮含锌分别为40.05,40.75mg/kg(实测值). 1.2测定项目及方法 1.2.1体重测定:小鼠3w龄断奶,称初重,饲 养10d末再称重. 1.2.2血清锌含量,血浆生长激素(GH)水平测 定:试验期末,小鼠眼球采血,制备血清;同时 采用肝素抗凝,制备血浆.原子吸收分光光度法 一 火焰法(AAS)测定血清锌含量;放免法(RIA 法)测定血浆GH含量(I放免试剂盒购自北京 北方生物技术研究所). 1.2.3逆转录PCR(RT—PCR):从NCBI中查找小 鼠基因mRNA序列,用01igo6.67进行引物设计 (表1).取肝脏组织约0.1g,加入lmlTrizol (GibcoBRL),提取总RNA.按常规方法进行逆 转录及PCR扩增;PCR产物采用1.5%琼脂糖电泳, 溴化乙锭染色.凝胶成像系统观察并拍照, Gel—pro4.5进行灰度分析定量,将目的条带与看 家基因的比例记为该种基因的表达量. Table1Informationofgenesandprimers 1.3数据处理 数据采用SAS8.1中Anova过程进行分析, 差异显着者进行Duncan多重比较(Q=0.05). 文中数据标识均为?S. 2结果 2.1不同锌源对小鼠体重及血清锌含量的影响 由表2可以看出,试验期末,ZnS0组和 Zn—Met组小鼠体重均显着高于对照组(尸< 0.05),Zn—Met组显着高于ZnS0组(P<0.05). 两种锌源均能显着提高小鼠血清锌含量(尸< 0.05);Zn—Met组略高于ZnS0组,但差异不显着 (尸=>0.05) 474 进肝脏,血浆和肌肉中IGF一1的基因转录,介 导产生IGF一1.IGF-1可以通过内分泌,旁分泌或 自分泌形式促进组织器官生长和发育.IGF一1 对肌肉有很强的合成代谢效应,能抑制蛋白质分 解,增加氨基酸的摄取和细胞增生以及骨的分化 和生长...有研究表明,无论锌水平高低,均不 影响IGF-1对GH的反应;亦即受GH促进IGF-1 基因表达的转导机制可以不受锌的影响.组织 中IGF一1的量,除了受GH和胰岛素影响外,还 受日粮营养因素的调控,蛋白,能量及微量元素 等均会影响其基因表达量.这表明,锌可以 直接影响IGF一1基因表达量,通过IGF一1对生长 的调控作用而影响机体生长发育,而无需经过GH 对IGF一1的调节起作用.本实验表明,补加锌显 着提高IGF一1基因表达量,这与一些学者研究基 本吻合.基于此,我们推断,在本实验条件下, 锌对生长的影响主要途径是通过生长激素受体后 机制,即影响IGF一1基因表达及其以后的生化过 程,而非直接影响GH而调控机体生长. 本研究还表明,Zn-Met提高IGF一1基因表达 的效率要明显高于ZnSO,这可能是其有效促进 动物生长的主要途径之一.两种锌源的调控均位 于GHR基因表达的下游,而调控效率存在着显着 差异,是否由于两种锌源在机体内的代谢形式不 同目前尚不清楚. [参考文献] [1]吴嘉惠,张纯勇,徐迪雄.锌对大鼠生长发育及组织 核酸和蛋白质代谢的影响[J].营养学报,1995,17: 363——367. [2]LefebvreD,BeckersF,KetelslegersJM,eta1. 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