背景:骨代谢一直都是骨组织工程研究的热点,研究发现下丘脑是运动改善骨代谢的主要调控中枢.目的:综述下丘脑在骨代谢中的作用,探讨运动介导下丘脑改善骨代谢的机制.方法:检索1983年1月至2021年12月CNKI和PubMed等中英文数据库,中文检索词:运动;下丘脑;骨代谢;英文检索词:exercise,hypothalamus,bone metabolism.选择下丘脑与骨代谢相关的文献以及运动介导下丘脑改善骨代谢的相关文献,对入选的72条文献进行归纳总结.结果 与结论:①下丘脑作为调控机体生理活动的关键中枢,其下游的下丘脑-垂体-靶腺轴发挥了重要调控作用,影响神经肽Y、瘦素、骨钙素以及降钙素等激素的分泌,进而调控骨代谢调节因子和信号通路,改善骨质疏松等常见骨类疾病;②近年来,"脑-骨"串联介导的运动健骨作用受到医学、生物学和体育学研究领域的普遍关注,但其具体的发生和作用机制仍在探索中,运动通过机械力刺激和细胞内电信号的传导,激活骨代谢信号通路.

背景:2型糖尿病是因能量代谢紊乱导致的疾病.肌肉和骨骼在运动刺激条件下,通过其内分泌功能参与机体的能量代谢调控.目前,相关"肌-骨"Crosstalk介导运动调控2型糖尿病骨代谢作用机制的研究较少.目的:通过分析运动如何调控"肌-骨"Crosstalk分泌相关因子的表达水平,并作用于骨组织的病理原因,探讨基于"肌-骨"Crosstalk运动介导2型糖尿病骨代谢的作用机制.方法:检索知网(CNKI)、万方及PubMed等数据库2012年至2021年近10年的相关文献;中英文检索词为:运动,2型糖尿病,骨代谢,"肌-骨"Crosstalk,肌肉因子和exercise,type 2 diabetes mellitus,bone metabolism,"muscle-bone"Crosstalk,muscle factor.经过筛选后对纳入的50篇相关文献进行了分析探讨.结果 与结论:肌肉骨骼中的生物活性因子,一部分以内分泌方式作用于骨骼,如肌肉生长抑制素(Myostatin)、骨形态发生蛋白和肌肉素等;另一部分以旁分泌方式作用于骨骼,如胰岛素样生长因子1、白细胞介素6和鸢尾素等,参与骨代谢调节,平衡骨组织中成骨细胞的骨形成和破骨细胞的骨吸收,成为运动介导肌骨系统的信使因子.运动是调控能量代谢的重要手段,其介导的内部刺激变化能够引发肌细胞和骨细胞的信号应答,激活Wnt、BMP/Smads、转化生长因子β等信号通路,从而调节肌肉骨骼系统的内分泌功能,促进代谢适应,影响2型糖尿病骨代谢.

背景:2型糖尿病伴发心肌间质纤维化,虽然miR-29a密切调控TGF-β1/Smads途径,但有关该信号通路调控2型糖尿病心肌间质纤维化的相关研究尚鲜有报道.研究表明运动能改善2型糖尿病心肌纤维化.目的:探究不同方式运动对自发性2型糖尿病小鼠(KK-Ay小鼠)心肌纤维化的影响及miR-29a/TGF-β1途径在此过程中的分子调控作用.方法:24只10周龄SPF级雄性KK-Ay小鼠适应性喂养1周后,随机分为KK-Ay对照组(8只)、KK-Ay游泳组(8只)和KK-Ay跑台组(8只),8只10周龄C57BL/6J小鼠作为正常对照组(8只).KK-Ay小鼠进行高脂膳食,C57BL/6J小鼠喂以普通饲料.KK-Ay游泳组和KK-Ay跑台组小鼠分别利用游泳和跑台运动进行8周训练.结束后,取小鼠左心室室壁,利用Masson染色检测心肌纤维化程度变化;利用RT-PCR法检测心肌中相关因子mRNA表达;利用ELISA和Western-blotting分别检测心肌中相关因子蛋白水平和蛋白表达.实验方案经扬州大学体育学院动物实验伦理委员会批准,动物伦理编号为YZU-TYXY-31.结果 与结论:①与正常对照组相比,KK-Ay对照组小鼠心肌间质纤维化程度显著;心肌中miR-29a mRNA表达和蛋白水平均显著下降,且转化生长因子β1、Smad3、Smad4、Ⅰ型胶原的mRNA表达和p-Smad2、p-Smad3、p-Smad4蛋白表达均显著上调(P＜0.05或P＜0.01),转化生长因子β1和Ⅰ型胶原蛋白水平显著升高(P＜0.05或P＜0.01);②与KK-Ay对照组相比,KK-Ay游泳组小鼠心肌纤维化无显著性变化,心肌中转化生长因子β1 mRNA和蛋白水平、Smad4 mRNA表达显著下降(P＜0.05);KK-Ay跑台组小鼠心肌纤维化程度改善显著,心肌中miR-29a mRNA表达和蛋白水平均上升(P＜0.05),转化生长因子β1、Smad2、Smad3和Ⅰ型胶原mRNA表达及转化生长因子β1、Ⅰ型胶原蛋白水平显著下降(P＜0.05),p-Smad2、p-Smad3和p-Smad4蛋白表达显著下调(P＜0.05或P＜0.01);④结果说明,2型糖尿病小鼠心肌间质纤维化程度严重;跑台运动可通过上调2型糖尿病小鼠心肌中miR-29a来抑制TGF-β1/Smads途径进而改善心肌纤维化,但游泳运动效果不显著.

背景:成骨细胞介导的骨形成与破骨细胞介导的骨吸收之间的动态平衡是维持机体骨组织稳定的基础,当两者代谢平衡紊乱时造成骨质流失和骨微细结构退化,导致骨质疏松发生.目的:综述DNA甲基化在骨质疏松中的作用,探讨运动影响DNA甲基化及DNA甲基化调控骨代谢的机制.方法:检索2002年1月至2020年4月CNKI和PubMed等外文生物医学、生物学、体育学期刊系统相关文献,中文关键词:DNA甲基化;骨质疏松;运动干预;机械应力;成骨分化;英文关键词:DNA methylation;Osteoporosis;Exercise intervention;Mechanical stress;Osteogenic differentiation.排除不符合纳入标准的文献,对入选的52条文献进行归纳总结.结果 与结论:①DNA甲基化是一种相对保守、稳定的表观修饰,其调控基因表达、沉默以及疾病发生;②研究表明,β-catenin、Runx2、骨桥蛋白等基因甲基化水平降低能促进其表达进而活化Wnt通路;而硬化蛋白、核因子KB受体活化因子配体等基因甲基化水平降低则会促进其表达,抑制Wnt通路以及降低OPG/RANKL比例,进而对成骨细胞和破骨细胞的增殖、分化及功能产生影响,从而调节骨形成和骨吸收动态平衡;③成骨细胞和破骨细胞为力学刺激敏感细胞,骨骼能将运动产生的机械负荷转变为生物学刺激作用于相关骨细胞分化及功能的发挥,进而调节骨代谢;④体外实验表明,不同形式的机械应力刺激可以改变骨桥蛋白、GNAS1等基因甲基化水平进而调节其表达,从而对骨形成产生积极作用;⑤骨组织是力学敏感组织,而DNA甲基化能通过调节多种因子来调节骨代谢.

目的:探究不同方式运动对T2DM小鼠骨中Notch途径及其介导的成骨细胞(OB)分化和骨形成能力的影响.方法:40只4周龄雄性C57BL/6小鼠,适应性喂养1周后随机分为正常对照组(ZC,10只)和T2DM建模组(TJ,30只)(利用高脂膳食+一次性注射STZ进行造模).造模成功后将小鼠随机分为T2DM对照组(TC)、T2DM+游泳训练组(TS)和T2DM+下坡跑训练组(TD),每组9只,分别利用游泳和下坡跑对TS和TD组小鼠进行8周运动干预.结束后,利用电子秤对小鼠体重进行测量;利用MicroCT检测股骨远端松质骨和皮质骨BMD;利用石蜡包埋和Van Gieson染色检测骨组织形态结构变化;利用RT-PCR技术检测BMSCs分化产生OB和骨中相关因子mRNA表达;利用West-blotting检测骨中相关因子蛋白表达.结果:与ZC组相比,TC组小鼠体重升高(P＜0.01),股骨远端松质骨微细结构显著退化且松质骨和皮质骨BMD均显著下降(P＜0.01),OB 中Runx2、Osx、ALP、Col1 和骨中Notch 1、HES-1、Runx2、Osx、Col1 的mRNA 表达及骨中Runx2、Osx、Coll蛋白表达显著下调(P＜0.05或P＜0.01).与TC组相比,TS组小鼠体重显著下降(P＜0.01),OB中ALP和骨中Runx2、Osx、Coll的mRNA表达及骨中Runx2蛋白表达显著上调(P＜0.05或P＜0.01);TD组小鼠体重显著下降(P＜0.01),松质骨BMD显著升高(P＜0.01),股骨远端松质骨微细结构显著改善,OB中Runx2、Osx、ALP、Coll 和Notch 1、HES-1、Runx2、Osx、Coll 的mRNA表达及骨中Runx2、Osx、Coll 蛋白表达均显著上调(P＜0.05或P＜0.01).与TS组相比,TD组股骨远端松质骨微细结构显著改善,OB中Runx2、Osx、ALP、Coll和骨中Notchl、HES-1、Runx2、Osx的mRNA表达及骨中Runx2、Osx蛋白表达均显著上调(P＜0.05或P＜0.01).结论:T2DM小鼠骨中Notch途径调控的OB分化及骨形成被抑制;下坡跑通过激活Notch途径改善T2DM小鼠的骨形成代谢紊乱.但是游泳的促骨形成作用不显著.

背景:机体骨代谢平衡由成骨细胞介导的骨形成与破骨细胞介导的骨吸收来维持,当其代谢功能发生障碍时会造成骨代谢紊乱,引发各种骨疾病发生.目的:综述表观遗传在骨代谢紊乱中的作用机制,探讨运动对表观遗传的影响及表观遗传在运动调控骨代谢中的机制.方法:检索1999年1月至2020年10月PubMed数据库、中国期刊全文数据库相关文章,英文检索词"exercise,epigenetics,bone metabolism,DNA methylation,histone modification,noncoding RNA";中文检索词"运动,表观遗传,骨代谢,DNA甲基化,组蛋白修饰,非编码RNA".共检索到90篇相关文献,73篇文献符合纳入标准.结果与结论:①表观遗传可以在不改变基因序列的前提下对基因表达进行调控进而影响骨代谢,这种方式灵活且可遗传;②HDAC1、Sirt1、DNMTs、LncRNA OGRU、miR-486等基因表达改变可引起相关信号通路的活性及基因表达发生改变,进而对成骨细胞、破骨细胞的生长、发育及成熟产生影响,从而调节骨吸收与骨形成间的动态平衡;③成骨细胞、破骨细胞均为力学敏感细胞,骨组织可将运动产生的负荷转化为生物学刺激作用于成骨细胞和破骨细胞,进而对其增殖、分化与成熟产生影响,最终调节骨代谢;④运动能通过影响FoxO3a、Jag1、Hcy、同源盒A10等基因的表观遗传状态来调节其表达,从而对骨形成产生积极作用;⑤骨组织是力学敏感组织,而表观遗传在运动调节骨组织稳态中发挥重要作用.

Total RNA was extracted from chicken parathyroid gland tissue,and then the parathyroid hormone(PTH) cDNA was obtained by RT-PCR.The PTH gene fragment was cloned into pCDNA3 vector,and thus the pCDNA3-PTH vector was constructed.The PTH gene encoding 119 amino acids was 360 bp in length,and the homologous comparison showed 99.4% with the sequence reported in GenBank(M36522.1),except that one nucleotide changed from C to A at 159 base site.The recombinant plasmid was transfected into COS-1 cells.At 72 hours after transfection,the expression of PTH was confirmed by indirect immunofluorescence assay(IFA) with the antiserum of PTH expressed in COS-1.This study laid a foundation for further applications of PTH in diagnosis and improving eggshell quality.

采用2×3因子设计,处理因素包括0、0.5%两个粗制植酸酶(CPE)和0.1%、0.2%、0.4%三个有效磷(AP)水平,研究70周龄新罗曼蛋鸡日粮中添加粗制植酸酶后的最佳AP水平.结果表明,在6周内,AP为0.1%时,粗制酶添加组与不加组相比,对生产性能、蛋品质、骨骼质量的影响分别为:1)全期产蛋率、平均产蛋量、耗料量均有增加趋势,料蛋比和破蛋率有下降趋势;2)蛋品质:蛋壳厚度增加3.35×10-1mm(P<0.05),蛋壳强度增加1.63kg/cm2(P<0.05);3)胫骨质量:胫骨磷含量显著提高(P<0.05).AP为0.2%、0.4%的加酶与不加酶组差异不显著(P>0.05).综合生产性能、蛋品质和骨骼质量三方面的因素,可以认为,添加粗制酶后,蛋鸡日粮AP水平可降低为0.1%.

A pair of primers was designed and synthesized according to the sequence of CaBP-D28k gene of chicken. The gene was amplified by RT-PCR technique and the RT-PCR product was cloned into the pGEM-T vector. The recombinant plasmid was characterized with PCR, XhoⅠ and BamHⅠ enzyme digestion and sequencing. The sequences of CaBP-D28k cDNA were analyzed by DNAStar biosoftware. The cDNA sequences of clone fragments revealed that the sequences CaBP-D28k cDNA of chicken belonged to the same chicken gene family with the length of 18.5 kb and that there were 99.2% homology with CaBP-gene in GenBank. Only one nucleotide in the open reading frame was different with the published chicken CaBP-D28k cDNA, which confirmed that the cDNA of this study was chicken CaBP-D28k cDNA.

本试验在0.1%、0.2%、0.4%3个水平有效磷条件下,测定检测蛋鸡磷营养充足与否的常用指标,结果表明:6周内,0.1%有机磷对生产性能、胫骨总灰重、灰分含量、钙含量及血磷、血钙、血中碱性磷酸酶活性无显著影响(P＞0.05),对骨磷含量有显著(P＜0.05)降低作用.检测机体磷缺乏的常用指标中,骨磷含量最敏感.

饲料是动物生产的物质基础.现今在配合饲料中90%以上的组分为植物性饲料,植物性饲料都含有一种或多种抗营养因子.抗营养因子不但影响了饲料的营养价值和适口性,而且给动物的健康生长和生产带来了很大的危害.众所周知我国既是人口大国又是饲料生产大国,人畜争粮,饲料资源短缺,尤其是蛋白质饲料资源短缺严重.

为了研究粗制植酸酶在不同AP(有效磷)蛋鸡日粮中添加的效果,试验采用2×3因子设计,处理因素包括2个粗制酶(0、0.5%)和3个AP(0.1%、0.2%、0.4%).试验结果表明:AP为0.1%时,添加粗制酶,与不加粗制酶组相比,产蛋率增加8.61个百分点;耗料量增加0.47g/(d·只);平均产蛋量增加6.51g/(d·只);料蛋比下降11.65%;破蛋率下降1.22个百分点;蛋壳厚度增加3.35×10-1mm,蛋壳强度增加1.63kg/cm2.0.1%AP加粗制酶组的生产性能均达到或超过AP为0.4%的不加粗制酶组.

研究了0.1%、0.2%、0.4%有效磷 (AP) 蛋鸡日粮中添加粗制植酸酶(CPE),对营养物质存留率的影响.结果表明,在0.1%、0.2%、0.4% 三个AP日粮中,添加CPE,使总能(GE)、粗蛋白(CP)、钙(Ca)的表观存留率显著增加(P＜0.05);使总磷(TP)的表观存留率极显著增加(P＜0.01).添加CPE后,当AP为0.1%时,使铁(Fe)、锰(Mn)的表观存留率显著增加(P＜0.05);锌(Zn)的表观存留率极显著增加(P＜0.01).当AP为0.2%时,使Mn的表观存留率显著增加(P＜0.05);Zn的表观存留率极显著增加(P＜0.01).当AP为0.4%时,Mn的表观存留率显著降低(P＜0.05);Cu的表观存留率极显著降低(P＜0.01).

植酸酶虽然能解除植物性饲料中植酸的抗营养作用,降低无机磷源的添加量,减轻环境污染,但目前市场上的植酸酶价格偏高,成为阻碍植酸酶被普遍使用的主要原因.为此,本课题组利用自然界中的黑曲霉菌,经60Co辐射形成诱变菌株,从中选出产酶能力较高的A菌株,以价格低廉的麸皮、棉子粕、菜子粕为基质进行固体发酵,并在生产中以粗酶的形式添加,以期降低植酸酶的使用成本.

营养与免疫的关系作为近年来营养学研究的一个热点,受到了越来越多的国内外学者的重视,而蛋白质、氨基酸既是机体生长发育的营养物质又是构成机体免疫系统的物质基础,因而更加受到了重视.本文综述了蛋白质、氨基酸对机体的细胞免疫、体液免疫的重要影响.