锌对SD大鼠生长发育及垂体中基因表达谱的影响.pdf

浙江大学动物科学学院硕士学位论文锌对SD大鼠生长发育及垂体中基因表达谱的影响姓名：付亮剑申请学位级别：硕士专业：动物营养与饲料科学指导教师：孙建义;许梓荣20040501致谢谨以此文献给导师、朋友、家人：饮水思源：三年前，我带着一腔热血，载着家人的希冀来到了浙江大学饲料科学研究所 三年来，我在这个知识的殿堂自由的翱翔导师孙建义、许梓荣教授的悉心指导， 谆谆教诲使我终生难忘尤其时他渊博的专业知识、严谨求实的治学态度以及追 求不止的事业作风都使我受益匪浅，并鞭策我不断前进，这些都将成为我终生的 宝贵财富我论文的每一部分无不凝聚着导师的心血，值此论文完成之际，对导 师三年来的无私教诲和关心帮助深表谢意!众志成城：本篇论文是集众人智慧结晶而成除了导师的指导外，众多老师、同学和朋 友都给予我热心帮助与大力支持在此要特别感谢李卫芬副教授、赳波静、施俊 轶老师和顾赛红师姐在论文完成过程中给予的悉心指导和帮助以及生活上的关 心感谢井明艳、陈艳、訾乃涛、付石军、王建枫、常巧灵、刘明启、潘林、许 英蕾等师弟师妹和韩新燕师姐、马玉龙师兄以及已毕业的师兄赵华成、肖竞在生 活学习中给予我的极大支持感谢陆平、周绪霞、房祥军等同学在屠宰试验中的 帮忙。

感谢贾仁清老师对我学习生活的关心帮助同学友谊：非常幸运，我来到了～个和睦、温馨、追求上进的集体饲料所是一个大家 庭，三年大家有难同当，有福同享，互惠互利，尤其几次聚餐时大家知无不言， 坦然相待令我记忆尤深 感谢我那活泼可爱、漂亮大方的女友楚两萍，她在我住院期阃对我细心的照 顾，使我得以快速康复，全身心投入科研工作最特别感谢我含辛茹苦的父母， 他们在我的学业和生活中给我巨大的支持，让我坚定理想、永不言败最后向参加论文评阕、答辩的全体专家牵昂学致以最真诫的谢意!付亮剑2 0 0 4 年5 月亍杭州浙大华家池畔浙江大学硕士学位论文摘要摘要本试验采用大鼠c D N A 表达谱芯片研究了不同锌水平对S D 大鼠脑垂体中功能基因表达的影响，筛选锌营养相关基因，并分析了有关生理生化指标，旨在从基因角度来探讨微量元素锌的分子营养机理本试验设定三个锌水平，分别为正常( z i n ca d e q u a t e ，Z A ，3 5 ．9 4m g ／k g ，对照) 、缺锌( z i n cd e f i c i e n t ，Z D ，3 ．1 5m g ／k ) 和高锌( z i n co v e r l o a d e d ，Z O ，3 4 7 ．5 0 m g ／k g ) ，日粮根据A I N - 9 3 G 实验动物纯合日粮配方配制。

选用断奶后1 周左右体重9 5 + 5 9 的雄性S D 大鼠2 4 0 只，其中Z D 组6 0 只，Z A 组1 2 0 只，Z O 组6 0 只，分笼饲养，每笼5 只，每只标记，于屏障系统中饲养6 周，每周定期称重研究发现，日粮锌水平能显著影响S D 大鼠生长发育与Z A 组相比，Z D 组大鼠生长缓慢，饲料转化率低；而Z O 组生长较快，饲料转化率与Z A 组接近在第2 ～5 周期间，三组差异极其显著( P 0 ．0 5 ) 透视电镜发现，Z O 组大鼠的十二指肠前端微绒毛高度与密度较低，Z D 组的微绒毛不整齐，且较稀光镜下观察空肠绒毛发现，与Z A 组相比，Z D 组空肠绒毛高度与密度依次低7 ．3 ％( P O ．0 5 ) 生化指标测定得出，Z D 、Z A 和Z O 三组的十二指肠内容物中总蛋白水解酶活性无明显差异( P > O ．0 5 ) ；Z D 十二指肠内容物淀粉酶活性比Z A 组低4 2 ．4 ％，Z O 组与Z A 组差异不显著( P > 0 ．0 5 ) ；Z O 组十二指肠内容物脂肪酶活性比Z A 组低3 2 9 ％( P 0 ．0 5 ) Z D 组血浆中碱性磷酸酶( A L P ) 活性比Z A 组低4 0 ．7 ％( P 0 ．0 5 ) 。

Z D 、Z A 、Z O 三组浙江大学硕士学位论文摘要肝脏中总S O D 活性、M D A 含量差异不显著( P > O ．0 5 ) ，Z D 组肝脏中C u ．E nS O D 活性比Z A 组低2 9 ．4 ％( P O 0 5 ) Z D 组肝脏金属硫蛋白( M T ) 含量比Z A 组高1 2 ．1 ％( P O ．0 5 ) 和低7 6 ．0o A ( P 0 ．0 5 ) 和低3 6 ．2 ％( P O ．0 5 ) ，低1 0 ．5 ％( P O ．0 5 ) 和低3 9 ．8 ％( P O ．0 5 ) 和高1 4 ．2 ％( P O ．0 5 ) ，低4 6 ．8 ％( P O ．0 5 ) ；④Z D 组股骨中低6 6 ．3％( P O ，0 5 ) ；⑤z D 组毛中低4 3 ．6o , ／0 ( P O ．0 5 ) ，低1 2 ．9 ％( P O ．0 5 ) 和低7 3 ．5 ％( P O ．0 5 ) ，和低3 9 ．7 ％( P 指出，缺锌大鼠的去甲肾上腺索含量明显升赢V a l l e e( 1 9 9 3 ) 指出，锌可影响大鼠脑中M ．型胆碱受体水平，而此受体主要存在与纹状体、大脑皮层和海马中，锌可通过影响这些结构中的乙酰胆碱及其受体而影响行为功能。

B r o w i n g( 1 9 9 5 ) 认为，锌可使猪大脑皮层突触膜N _ 甲基一D - 天门冬氨酸( N M D A ) 受体水平降低刘燕强等( 2 0 0 ] ) 的试验证明，缺锌使大鼠脑组织5 一羟色胺含量明显升高，而体外试验则发现，较高浓度的锌可抑制神经对N M D A 和Y 一氨基丁酸的反应性，其生理意义可能在于调节细胞过度兴奋性由此可见锌也是一些与神经传递有关的氨基酸类神经递质及其受体的调质锌还可以作为锌指蛋白的组成成分，对基因的表达起调节作用H i n k s ( 1 9 9 7 ) 指出，脑损伤对锌指蛋白族L m 0 1 、L m 0 2 、L m 0 3 的表达有不同的影响，而该基因族对神经系统的发育和功能起着积极的调控作用，以上阔接说明锌在行为功能中的作用1 ，7 锌与免疫合理的锌水平可保证动物各组织和器官功能处于最佳状态，强化动物防御、免疫系统，增强动物对疾病的抵抗能力( 吕广宙，1 9 9 5 ) 锌是体内多种酶的组成成分当动物缺锌时，可使动物免疫细胞的正常分裂、分化受到抑制，蛋白质台成受阻，损害机体的免疫功能当机体中的锌不足时，免疫细胞的活性和数量大幅度降低。

锌还与吞噬细胞中还原型浙江大学硕士学位论支第一篇前言辅酶1 I ( N A P H ) 的氧化性等有关；同时，也有研究报道，缺锌的细胞内环腺苯酸( c A M P )与环鸟苷酸( c G M P ) 水平会降低，破坏了免疫器官的细胞R N A 即蛋白质的正常合成，降低了机体的免疫功能C h a n d r a 等( 1 9 8 0 ) 报道，／J 、鼠、大鼠及人缺锌时T 细胞A N A E 阳性率下降，补锌可提高缺锌会引起小鼠T 细胞数量减少和功能受损周平等( 1 9 9 5 ) 小鼠试验表明，缺锌使胸腺重量下降，补锌后恢复正常试验发现，给绵羊和家兔补锌，可使它们对坏死杆菌、化脓棒状杆菌和节瘤类杆菌的凝集价比对照组高～倍吕广宙等( 1 9 9 5 1 对犊牛、绵羊补锌的试验表明，锌可提高血清淋巴细胞A N A E 阳性率和外周血淋巴细胞转化率细胞内锌浓度对巨噬细胞活力和嗜中性白细胞的杀菌能力起决定性作用锌还能诱导B 细胞分泌免疫球蛋白而起抑菌作用除锌缺乏程度外，相对于动物生命周期的锌缺乏时间，也是决定免疫性能影响的一个重要因素例如在胎儿期或幼年期缺锌对淋巴器官生长的抑制程度，要远大于对其它器官生长的影响。

在怀孕期由于锌缺乏导致的免疫缺陷可持续3 代( 郑颖，1 9 9 7 ) 金属硫蛋白系人体及哺乳动物肝内的一种富含金属和半胱氨酸的小分子蛋白质，在体内具有拮抗重金属( 镉、汞等) 和抗辐射( 包括紫外线) ，消除自由基、修复受损组织等功效，其清除羟基自由基的能力比S O D 高1 0 0 0 多倍，同时它能为生物体提供多种微量元素( 如锌、铜、钴等) 由于M T 的分子构成的特殊性，决定了这种蛋自在生物体内微量元素代谢中具有重要的功能组成M T 分子的6 0 余个氨基酸中，约有三分之一是半胱氨酸，使其分子内含有丰富的巯基这种化学基团结合金属原子的能力很强，每个M T 分子可以结合乒7 个金属原子所以无论生物体必需的金属元素，还是有毒的金属元素，它们在机体内的代谢及排泄大多数需要这种金属结合蛋白的参与测定机体组织的M T 含量，可以使我们更深入地了解体内一些微量元素的吸收、转运和储存的规律性国外一些学者已开始探讨M T 作为某些微量元素营养状况的评价指标血清( 浆) 中锌浓度仍是目前评价机体锌营养状况常用的指标，但是多数研究认为该指标对于边缘性缺锌的反应不够敏感，并且容易受到创伤、感染或妊娠等状况的影响。

碱性磷酸酶活性在缺锌时降低，其括性变化可以间接反映锌营养状况C u Z n 型超氧化物歧化酶( C u Z n ．S O D ) 是否也受锌的影响，周少波等1 9 9 9 年用W i s t e r 大鼠作试验发现，C u Z n —S O D 值随着年龄增加无显著升高，缺锌( 3 m g ／k g ) 5 0 天后，缺锌组的C u Z n ．S O D 明显低于高锌组( 1 2 5m g ／k g ) ：缺锌2 0 天后补锌C u Z n - S O D 活性明显增加浙江大学硕士学位论文第一篇前言1 ．8 高锌与动物生产性能高锌对断奶仔猪具有明显的促生长和降低腹泻作用( H o l m ，1 9 9 0 ；H a h n ，B a k e r ，1 9 9 3 ；杨立彬等，1 9 9 9 ) ，但对肾脏和肌肉中锌的含量无影响，有关高锌促进生长机理还不清楚S p e a r s 等( 1 9 9 9 ) 发现，饲喂有机锌的猪，对植物凝集素抗原有较大的效应K i d d 等( 1 9 9 4 )发现，火鸡饲喂蛋氨酸锌一蛋氨酸锰增强了火鸡巨噬细胞的吞噬活性和杀肿瘤活性，而饲喂硫酸锌一硫酸锰则无此效应，这表明有机锌在增强机体免疫能力方面的效应高于无机锌源，但高锌会带来环境污染。

2 锌与生长激素8 0 年代初，研究人员通过基因工程发现，动物体内可产生一种既包含生长激素的成分，又包含调节生长激素的成分，并称其为激动剂的组合D N A 这种D N A 具转录物质的作用，实现基因表达这样，可提高体内生长激素的含量和对生长激素的调控能力进一步研究发现：体内的确存在一种对生长激素具有调控能力的含锌蛋白质，把这种蛋白质叫激动蛋白该种蛋白对锌敏感，锌轻度缺乏即可导致这种调控蛋白失去对生长激素的调控活性3 锌的缺乏与过量3 ．1 锌缺乏缺锌可导致畜禽食欲低，采食量和生产性能下降，皮肤和被毛损害，雄性生殖器官发育不良，母畜繁殖性能降低和骨骼异常等临床症状皮肤不完全角质化症是多种动物缺锌的典型表现，出现此症状的动物，皮肤变厚角化有资料表明，锌与唾液蛋白形成味觉素，对口腔粘膜上皮细胞的结构、功能及代谢有重要作用缺锌使味蕾受损，致使味觉敏感性降低；另外，缺锌使唾液中碱性磷酸酶减少，以及胰腺羧基肽酶A 活性降低等均可影响食欲，使摄食量减少，缺乏动物生长的物质基础锌也参与骨盐的形成，缺锌后可引起一系列生化代谢紊乱，影响骨的生长综上所述，因缺锌引起食欲减退、热量营养不足所造成的间接影响，以及各组织器官中锌缺乏对物质代谢所产生的直接作用，从而抑制了动物的生长发育。

3 ．2 锌过量各种动物对高锌都有较强的耐受力，但耐受力随动物种类、生长阶段以及饲粮中锌拮抗物的量不同而异猪和家禽不易出现锌的中毒症状，反刍动物锌中毒比单胃动物更敏感浙江大学硕士学位论文第一篇前言第二节锌与基因表达营养素与基因表达。