瘦素_leptin_与雌性哺乳动物的繁殖活动关系的研究进展
中国奶牛·２００8年第10期
1994年Zhang 首次从小鼠和人的脂肪组织中分离
并克隆出肥胖基因(obese gene)[1]，
其编码的蛋白产物称为瘦素(Leptin)。瘦素是由脂肪细胞分泌的内分泌激素，
它的发现引起各国学者的重视。瘦素可作为动物营养状况的信号，为体内能量代谢和脂肪沉积机理的研究开辟了新的领域。随着研究的深入，瘦素作为多种功能调节轴的重要信息传递因子，广泛调节动物机体的能量代谢、神经、免疫、内分泌和生殖等多项活动，其中瘦素对雌性哺乳动物的繁殖活动的调节成为研究的热点。1
瘦素的分子生物学研究
瘦素是脂肪细胞分泌的一种蛋白质类激素，成熟的瘦素蛋白由146个氨基酸组成，由四个结构相似的α螺旋(A-B-C-D)组成的，在C 和D 螺旋上有两个半胱氨酸构成的二硫键使整个分子呈球形，维持其晶体结构的稳定性。不同物种间的瘦素蛋白具有高度保守性，瘦素与血清蛋白结合而被运输，只有游离的瘦素才表现出生物学活性。瘦素受体为高度特异的跨膜蛋白质，功能区结构相当保守，与瘦素具有高度亲和力。编码瘦素受体的mRNA 有6种不同的异构体（Ob-Ra 、Ob-Rb 、Ob-Rc 、Ob-Rd 、Ob-Re 和Ob-Rf ），目前认为长型受体ob-Rb 在体内外的信号转导和转录中最起重要作用。瘦素与其长型受体ob-Rb 结合后依靠JAK-STAT 信号传导通路,启动一系列生物学效应。最初发现瘦素在白色脂肪组织中表达，后来发现在下丘脑、垂体、肺、胃底部上皮、骨骼肌、合体滋养层细胞及乳腺上皮等都有表达。OB-R 的表达也很广泛，在雌性生殖系统中的卵巢、子宫内膜和胎盘滋养层细胞，小鼠卵母细胞和着床前胚胎都发现有瘦素与OB-Rb 的同时表达。瘦素及其受体在下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴的多处表达，表明瘦素对生殖的调节是通过旁分泌或/和内分泌的方式对HPG 轴不同水平进行的复杂的网络式调节，从而对哺乳动物的繁殖机能发挥着重要作用。
2瘦素在雌性哺乳动物繁殖活动中的作用
近年来，国内外学者对瘦素调节生殖功能的机制开展了深入的研究，表明瘦素可能起着代谢信号的作用，将机体的营养状况传给生殖内分泌系统，使机体在合适的时候激活下丘脑-垂体-性腺轴，从而在母畜发情、早期胚胎发育和受精卵的着床、妊娠的维持和胎儿的生长发育、乳腺发育和乳汁分泌等繁殖活动中起到重要的作用。
2.1瘦素与母畜发情
2.1.1瘦素促进母畜性成熟
瘦素主要由脂肪组织合成与分泌，血浆中瘦素水平与脂肪沉积呈明显正相关，一定程度上可反映体脂的沉积程度。瘦素作为循环代谢激素，主要参与调节体重和能量平衡，当循环瘦素浓度达到一定阈值时，才“允许”性成熟启动，从而对生殖功能启动起重要调节作用。限饲动物GnRH 水平下降，初情期延迟显著，用外源性瘦素处理，可使营养状态低下动物初情期提前，加速性成熟。有研究报道,注射外源性重组瘦素可使蛋鸡性成熟提前[2]。2.1.2瘦素启动并维持发情
瘦素作为能量储备的标志，当体脂含量上升时，从脂肪细胞释放到血液中的瘦素量增加，剌激下丘脑GnRH (促性腺激素释放激素)分泌，进而触发促性腺激素的释放，剌激性腺类固醇激素增加，从而启动发情周期。对正常雌性C57BL 小鼠注射外源瘦素后，小鼠提前发情。在促牛卵母细胞成熟的体外试验中，向培养基中添加外
收稿日期：２００8－04－29
作者简介：齐长学（1982-），男，山东省夏津县人，硕士，主要从事奶牛繁
殖疾病的研究。
通讯作者：付世新(1972-),女,河南省延津县人,副教授，硕士生导师，主要
从事临床动物医学的研究与教学工作。
瘦素（leptin ）与雌性哺乳动物的繁殖活动关系的研究进展
齐长学，付世新，张丽，王瑶
（黑龙江八一农垦大学动物科技学院，大庆163319）
中图分类号：Ｓ823.3
文献标识码：A
文章编号：１００４－４２６４（２００8）10－０038－０2
摘要：随着对瘦素研究的不断深入，发现其不仅参与食物摄入和能量平衡,而且对雌性哺乳动物的繁殖活动也发挥着重要的调节作用。本文主要就瘦素对母畜初情期的启动、发情、早期胚胎发育、受精卵的着床、妊娠的维持、胎儿的生长发育、乳腺发育和乳汁分泌等繁殖活动的影响进行综述。关键词：瘦素；瘦素受体；哺乳动物；繁殖
繁殖·育种
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源性的瘦素后，能够通过增强卵母细胞发育成卵泡的比例，增加胚泡细胞的个数，降低胚泡的细胞凋亡比例，长期促进卵母细胞的成熟，为启动发情做好准备。
另外，瘦素也是维持正常发情周期的必需因子。对处于发情期小鼠禁饲48h后，体内瘦素浓度下降，并转入非发情期，注射外源性瘦素2d后，发情周期即可恢复[3]。进一步证实瘦素是连接营养与生殖的关键分子，它可以告知大脑体内能量的贮存是否足以支持繁殖期对能量的大量需求，成为决定发情期重要因子。
2.2瘦素与早期胚胎发育和受精卵的着床
妊娠的建立和早期胚胎发育与多种因素有关，越来越多的研究发现瘦素与之关系密切。研究发现妊娠小鼠子宫液瘦素水平较未妊娠小鼠显著增高，向体外胚胎培养基里加入瘦素，能加速胚胎细胞增殖。通过免疫荧光方法，已经检测到瘦素在小鼠、人、猪和牛的减数分裂期的卵母细胞以及处于卵裂胚胎中的表达[4]。剔除瘦素基因的ob/ob小鼠由于缺乏功能性瘦素而导致肥胖和不育，给予外源性瘦素又能恢复其生育能力，但在胚胎发育4d 前停止给予瘦素，妊娠又将中断。可见，瘦素对早期胚胎发育和着床过程起着重要作用[5]。研究发现着床点周围OB-RmRNA水平比着床点要高，OB-R蛋白主要表达于上皮下的基质细胞而不是腔上皮[6]。研究还显示，瘦素可以调节子宫内膜IL-6和趋化因子的表达[7]；可以刺激基质金属蛋白酶（MMPs）的分泌；可以提高子宫内膜基质细胞的增生。表明瘦素通过自分泌或旁分泌的形式，与其受体相互作用，调节子宫内膜的生理功能，介导子宫的容受性状态以及胚胎和子宫内膜之间的相互沟通。2.3瘦素与妊娠的维持和胎儿的生长发育
瘦素在妊娠期这一能量消耗过程中，对母体营养和代谢所起的调节作用极其重要。Tomimatsu（1997）等发现妊娠小鼠外周血中瘦素水平高，约为处女鼠外周血中瘦素水平的25倍。孕鼠血中瘦素水平升高，猜测是胎盘分泌的瘦素量增加的缘故。妊娠期间瘦素水平明显上升，与体内脂肪的变化并不同步，说明在妊娠时脂肪代谢的调节形式与非妊娠时不同。随着妊娠期瘦素水平的上升，机体可能对瘦素越来越不敏感，即产生了瘦素抵抗。向孕期和哺乳期小鼠脑室内注入瘦素后摄食减少50%，推断孕期和哺乳期可能是高浓度的瘦素结合蛋白限制了内源性瘦素进入脑室，从而在这样一个耗能时期瘦素浓度增加的同时摄食仍增加。试验发现大鼠从动情期到妊娠晚期，血浆瘦素结合力显著增加直至分娩，之后仍维持相当于孕中期水平至泌乳期的12d，下丘脑编码Ob-Rb的mRNA表达在孕早期增加，孕中期降至孕前水平，之后维持稳定[8]。表明瘦素抵抗状态不是下丘脑瘦素受体表达减少所致，而是孕期血浆瘦素结合力增加所引起的，也可能是其他激素（如糖皮质激素和/或泌乳素）增加的结果，使得母体仍能够摄入大量的营养，以供自身和胎儿生长发育的需要。
另外，研究发现脐血中瘦素水平与新生儿体质量、身高、胎龄及胎盘质量呈正相关；早产儿脐血中瘦素水平明显低于足月儿，提示瘦素参与宫内发育迟缓儿和早产儿宫内生长发育的调控。研究还发现母猪乳中的瘦素浓度明显高于血液[9]，而且乳中瘦素的平均水平确实能够增加梅山小猪的生长速度和消化道、脾脏的重量，暗示乳中瘦素是一种正向促进胎儿生长的物质[10]。
2.4瘦素与乳腺发育和乳汁分泌
缺乏内源性瘦素的ob/ob基因雌性小鼠分娩后完全丧失泌乳能力，可见瘦素在泌乳中起着重要作用。研究结果表明当妊娠中期绵羊乳腺上皮细胞开始增生、乳腺开始发育时，乳腺组织内可测得Ob-Rb的表达高峰。在瘦素缺失和瘦素受体缺失的小鼠中，乳腺导管分支明显减弱[11]。检测母羊孕期和哺乳期乳腺瘦素基因表达，发现在孕早期瘦素表达定位于脂肪细胞，分娩前期定位于乳腺上皮细胞，分娩后定位于肌上皮细胞[12]，说明瘦素可由乳腺内多种细胞产生，通过脂肪细胞-上皮细胞和肌上皮细胞-上皮细胞的相互作用，瘦素可以作为一个自分泌和旁分泌因子，直接通过受体激活来参与乳腺上皮细胞生长和凋亡的调控。分娩后，血浆瘦素水平迅速下降,可作为哺乳期摄食增多的原因。在泌乳期的牛中，瘦素及其受体的转录物主要在乳腺上皮细胞中表达，而在干乳期瘦素及其受体则主要存在于基质中，并且泌乳期瘦素mRNA的表达较干乳期高[13]。总之瘦素作为乳腺发育、泌乳和退化的局部调节因子，可能通过自分泌和旁分泌作用，来维持乳腺的导管发育、腺泡成熟、乳蛋白的基因表达以及启动正常的乳腺退化过程。
3前景展望
瘦素作为多种功能调节轴的重要信息传递因子，广泛参与奶牛的能量代谢平衡与生殖活动的调节。瘦素对动物生殖的调节作用，目前认为有两方面的作用。一方面通过下丘脑-垂体-性腺轴在性腺水平上起作用；另一方面可直接与生殖器官上的受体结合参与生殖的调控。伴随着中国奶业的发展，奶牛产后能量负平衡日益严重，卵泡发育迟缓、内分泌紊乱、产后乏情、早期胚胎死亡等生殖疾病的发生率也在逐渐升高。我们可以通过定量检测技术，较为准确的检测瘦素以及瘦素受体在不同组织的表达水平，为探讨瘦素mRNA和瘦素受体mRNA的表达水平、血液中瘦素水平与雌激素（E2）、促黄体激素（LH）、胰岛素（Ins）、胰岛素样生长因子I（IGF-1）、孕激素等激素之间的相互关系的研究提供可能，而且为进一步阐明产后奶牛瘦素表达水平、能量平衡状态、生殖疾病三者
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中国奶牛·２００8年第10期
奶牛乳腺炎是奶牛场中的高度传染性疾病，是影响
世界乳业发展的最重要疾病之一，给奶牛业造成了巨大的经济损失[1]。奶牛乳腺炎是由多种非特定的病原微生物
引起的乳腺组织炎症，其中金黄色葡萄球菌和无乳链球菌（多为III 型无乳链球菌）为最主要病原菌[2]。抗生素是目前治疗乳腺炎的首选药物，虽有一定的效果，但也日益暴露出各种弊端，耐药菌株和抗生素残留等问题危害人类的健康。随着菌株耐药性问题的日益严重，人们
之间的相互关系具有十分重要的意义。
参考文献[1]
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中药复方制剂对奶牛乳腺炎病原菌的体外抑菌试验
及均匀设计在试验中的应用
刘珂飞１，李素霞２
（1.天津生机集团股份有限公司，天津301609；2.河北内丘县农业局，邢台
054200）
中图分类号：Ｓ858.23.2+6
文献标识码：A 文章编号：１００４－４２６４（２００8）10－０040－０3
摘要：通过均匀设计方法将5种中药有效成分组成10个组方，用试管法测定最低抑菌浓度（MIC ）并以平板计数法
计算最低杀菌浓度（MBC ）。结果：10个组方对金黄色葡萄球菌和无乳链球菌均有明显抑菌作用。结论：复方10即
金银花提取物2.2mg/mL 、黄芩苷8.75mg/mL 、甘草甜素7.63mg/mL 、蒲公英提取物6mg/mL 、鱼腥草提取物1mg/mL ，对2种菌的体外抑菌作用最好。
关键词：中药；乳腺炎；金黄色葡萄球菌；无乳链球菌；抑菌作用；均匀设计收稿日期：２００8－04－24
作者简介：刘珂飞（1973-），女，学士，专业为兽医学。
李素霞（1977-），女，学士，专业为动物营养与饲料加工。（二人并列第一作者）
奶牛保健
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