生物钟对哺乳动物生理代谢、繁殖和肠道菌群影响的研究进展

进化过程中生物钟通过将合成代谢和分解代谢两种代谢过程进行时间上的分离,优化代谢效率;同时使动物机体的代谢循环与睡眠/活动循环同步,维持基本的代谢节律。哺乳动物的繁殖性能主要受到下丘脑-垂体-性腺轴的调控。下丘脑视交叉神经上核的主生物钟能够产生自发性振荡并且感受光周期的变化,引发褪黑素分泌的变化。褪黑素(MT)作为一种重要的节律调节因子和生殖激素,介导下丘脑-垂体-性腺轴各部分激素的节律性变化,进而调控哺乳动物繁殖性能。同时肠道菌群的变化作为一种繁殖障碍的反映逐渐引起人们的关注。本文将重点阐述昼夜节律对宿主能量代谢、繁殖性能以及肠道菌群之间的相互作用,主要包括中枢生物钟视交叉神经上核(SCN)通过褪黑素介导的下丘脑-垂体-性腺轴各部分激素的节律性变化,进而调控哺乳动物的繁殖节律。     

外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响

以玉米品种‘郑单958’为试验材料,在幼苗长至三叶一心时,利用5个浓度(0、10、50、100、500μmol/L)的外源褪黑素进行叶面连续喷施3 d后,转入人工气候箱中进行低温胁迫处理,旨在探究外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗生长特征、叶绿素含量、可溶性糖含量及过氧化物酶活性的影响。试验结果表明,褪黑素有利于缓解低温胁迫对玉米幼苗株高及叶片含水量特性影响,SPAD值升高,增强了叶片叶绿素合成能力,可显著提高玉米叶片过氧化物酶活性;可溶性糖含量随低温胁迫时间增加而增高,低温胁迫7 d后,对照组和处理组间可溶性糖含量存在显著差异。综合来看,外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗受到的伤害可以起到缓解作用。     

褪黑素与氨基胍对内毒素血症山羊肝线粒体NO的影响

为探讨内毒素血症时山羊肝线粒体一氧化氯(NO)及一氧化氮合成酶(NOS)的变化,将72只山羊随机分成6组,每组12只,分别为A组对照组、B组内毒素血症模型组(内毒素,LPS 1 mg/kg体质量)、C组内毒素+褪黑素组(褪黑素,MT 1 mg/kg体质量)、D组褪黑素组(MT 1 mg/kg体质量)、E组内毒素+氨基胍组(氨基胍,AG 25 mg/kg体质量)、F组氨基胍组(AG 25 mg/kg体质量).分别于处理后3 h和6 h各宰杀6只山羊提取肝线粒体,检测肝线粒体中NO、T-NOS和iNOS的变化.结果显示,山羊内毒素血症时肝脏线粒体NO水平升高,NOS活力增强.应用褪黑素和氨基胍治疗后,肝脏线粒体NO水平降低,NOS活力受到抑制,证明2种药物都具有一定的保护作用.     

外源褪黑素对低温胁迫下菜豆种子萌发及抗性的影响

为了探究褪黑素(Mt)对低温环境下菜豆种子的影响,本研究对菜豆种子进行低温处理(LT)和低温加褪黑素的处理(LT+Mt),并设置常温处理作为对照(CK),对同时期的各项生理指标进行测定。结果表明：Mt可以提高低温胁迫下的种子萌发率,但萌发率要低于对照;同时对渗透调节物质、O₂^-和MDA、抗氧化酶活性进行测定,发现低温增加了渗透调节物质的含量,当加入Mt后其含量进一步增加;低温处理后O₂^-和MDA的含量增加,当加入Mt后其含量明显降低,但是要高于对照;低温处理后抗氧化酶活性略低于对照,当加入Mt后其含量显著升高。研究表明外源Mt有效的减轻了低温对种子萌发的损害,从而促进种子萌发过程中抵御低温的能力。     

褪黑素诱导采后冬枣抗黑斑病的研究

分别用0、2、20、200μmol/L褪黑素处理接种链格孢菌(Altrenaria alternata)的采后冬枣,研究褪黑素对冬枣采后黑斑病的抗病作用.结果显示:褪黑素处理可以抑制病斑直径的扩展,降低冬枣的腐烂指数和失重率,抑制冬枣呼吸速率和相对电导率的上升,使丙二醛(MDA)含量保持在较低水平;此外,褪黑素处理还提高了苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性以及抗病相关物质(黄酮、总酚、木质素)的含量.上述结果表明,褪黑素可以通过激活抗病相关酶活性和提高抗真菌物质含量来提升冬枣采后抗黑斑病的能力,可作为一种有潜力的激发子,提高果实对采后病原菌的抗性,从而用于采后果实的腐烂防治.     

褪黑素与盐酸多巴胺在猪精液冷冻保存中的应用效果

为给改良猪精液冷冻稀释液配方提供参考数据,分析了不同浓度褪黑素和盐酸多巴胺对猪精子冷冻后畸形率和顶体完整率的影响。结果表明,10mmol/L褪黑素及3种浓度的盐酸多巴胺(0.1mmol/L,1mmol/L,10mmol/L)均能有效改善冻后猪精子的畸形率和顶体完整率,两种试剂均可在猪精液冷冻中进一步推广应用。     

褪黑素对LPS致大鼠海马炎性损伤的保护作用

本研究旨在探究褪黑素（MT）对脂多糖（LPS）致大鼠海马炎性损伤的保护作用。选取40只4周龄健康雄性SD大鼠,随机分为4组：空白组（CON组）、模型组（LPS组）、褪黑素干预组（LPS+MT组）及褪黑素组（MT组）。通过腹腔注射的方式给予大鼠10 mg·kg^-1MT和/或10 mg·kg^-1LPS,4 h后,采用旷场试验对各组大鼠进行行为学测试;试验结束称大鼠体重,解剖取海马称重并计算海马体系数;苏木精-伊红（HE）染色观察脑切片中海马区域病理变化;RT-PCR技术检测海马中小胶质细胞激活标记物Iba-1和CD11b mRNA表达;Western blot法检测海马中炎性因子IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-10及TGF-β蛋白表达。结果表明,与CON组相比,LPS组大鼠自主探索行为减少、运动能力下降,海马组织神经细胞排列松散、细胞间隙增大、胞质固缩深染、胶质细胞浸润,小胶质细胞激活标志物Iba-1和CD11b mRNA表达极显著升高（P<0.01）,促炎因子IL-1β、TNF-α及IL-6蛋白表达极显著升高（P<0.01）,抗炎因子IL-10和TGF-β蛋白表达极显著降低（P<0.01）。而与LPS组相比,LPS+MT组大鼠自主探索行为增加、运动能力增强,海马组织神经细胞排列紧密,未见明显病变,小胶质细胞激活标记物Iba-1和CD11b mRNA表达极显著降低（P<0.01）,促炎因子IL-1β、TNF-α及IL-6蛋白表达极显著降低（P<0.01）,抗炎因子IL-10和TGF-β蛋白表达极显著增加（P<0.01）。此外,MT组与CON组相比,所有指标差异均不显著（P>0.05）。结果提示,MT可抑制小胶质细胞激活,减轻海马炎症反应,从而改善LPS造成的大鼠海马炎性损伤。     

褪黑素对镉致鸭大脑皮质毒性损伤的保护作用

为探究褪黑素对镉致鸭大脑皮质毒性损伤的保护作用,本试验将16只20日龄高邮鸭随机分为4组,分别为对照组、褪黑素组、镉组、镉与褪黑素共处理组。对照组鸭自由采食饮水;褪黑素组鸭自由饮用含有0.2 mg·L^-1褪黑素的水;镉组鸭自由采食拌有2 mg·kg^-1氯化镉的饲料;镉与褪黑素共处理组鸭自由饮用含有0.2 mg·L^-1褪黑素水的同时自由采食拌有2 mg·kg^-1氯化镉的饲料。60 d后,剖检并采集鸭大脑皮质。比色法检测大脑皮质中丙二醛（MDA）和总抗氧化能力（T-AOC）的水平,ELISA法检测肿瘤坏死因子（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）的含量,免疫组化染色观察Nrf2核转位,免疫印迹法检测Nrf2、HO-1的蛋白表达。结果显示,与对照组相比,镉组鸭大脑皮质发生明显Nrf2核转位,T-AOC水平极显著降低（P<0.01）,MDA、TNF-α、IL-1β含量和Nrf2、HO-1蛋白表达量极显著升高（P<0.01）;与镉组相比,镉与褪黑素共处理组鸭大脑皮质Nrf2核转位减少,T-AOC水平显著升高（P<0.05）,MDA、TNF-α、IL-1β含量和Nrf2、HO-1蛋白表达量显著或极显著降低（P<0.05或P<0.01）。综上,褪黑素对镉所致的鸭大脑皮质毒性损伤具有一定的保护作用。