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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 卵內(nèi)注射rhIGF-1對(duì)鴨胸肌早期發(fā)育及FST基因表達(dá)的影響
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本項(xiàng)目擬探討卵內(nèi)注射應(yīng)用于鴨胚肌肉發(fā)育研究的可行性。改良了卵內(nèi)注射技術(shù)，成功建立起一套將外源物質(zhì)導(dǎo)入鴨胚以研究其肌肉發(fā)育的卵內(nèi)注射技術(shù)。首次發(fā)現(xiàn)卵內(nèi)注射IGF-1以濃度依賴的方式上調(diào)肌肉發(fā)育基因FST的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)鴨胚肌肉發(fā)育。 本項(xiàng)目為禽類胚胎肌肉發(fā)育研究建立了一個(gè)切實(shí)可行的技術(shù)平臺(tái)。項(xiàng)目取得的部分成果已發(fā)表在國內(nèi)畜牧行業(yè)知名雜志上，能對(duì)禽類胚胎肌肉發(fā)育的研究起到顯著推動(dòng)作用。
- 詳細(xì)介紹：
- 研究背景： 卵內(nèi)注射是指將外源物質(zhì)注射到孵化過程中的禽類胚胎從而影響其代謝的一項(xiàng)技術(shù)。近年來，卵內(nèi)注射技術(shù)的主要應(yīng)用在動(dòng)物醫(yī)學(xué)中抗體的制取和不同營養(yǎng)物質(zhì)（如某些氨基酸）對(duì)胚胎的生長發(fā)育的促進(jìn)的研究上。而對(duì)鴨的相關(guān)研究還未見報(bào)道。 胰島素樣生長因子（insulin growth factor-1, IGF-1）被證實(shí)與肌肉發(fā)育密切相關(guān)。rhIGF-1基因的多態(tài)性與肌肉產(chǎn)量的相關(guān)已在牛、豬、羊、雞等動(dòng)物中被報(bào)道，是近些年研究的熱點(diǎn)之一。但是涉及到rhIGF-1與肌肉發(fā)育相關(guān)基因的關(guān)系研究還比較少，關(guān)于rhIGF-1調(diào)控肌肉發(fā)育的具體機(jī)理還不清楚。這些實(shí)驗(yàn)多數(shù)在細(xì)胞水平上研究，在個(gè)體水平上以上基因的相關(guān)關(guān)系是否也遵循于此還不清楚。并且，卵內(nèi)注射rhIGF-1是否影響鴨肌肉的發(fā)育至今還未見任何報(bào)道。 研究原理： 動(dòng)物肌肉的形成源自于胚胎時(shí)期成肌細(xì)胞的增殖與分化。在胚胎發(fā)育過程中，成肌細(xì)胞增殖分化為肌纖維，其數(shù)量在胚胎時(shí)期就基本固定下來，動(dòng)物出生后將不再增加，而出生以后肌肉產(chǎn)量的增加主要緣于肌纖維變粗和變長。我們利用了禽類胚胎發(fā)育和孵化特點(diǎn)，在早期補(bǔ)充生長因子，影響成肌細(xì)胞的發(fā)育，進(jìn)而影響肌纖維的數(shù)量，最終影響禽類出生后肌肉產(chǎn)量。 研究意義： 1、摸索卵內(nèi)注射技術(shù)在鴨胚肌肉發(fā)育研究上的應(yīng)用 2、研究卵內(nèi)注射rhIGF-1對(duì)鴨肌肉早期發(fā)育的影響 研究內(nèi)容： 1. 結(jié)合鴨胚胎發(fā)育和孵化特點(diǎn)，通過對(duì)鴨胚不同部位（卵白、卵黃囊、羊膜腔、尿囊、尿囊血管、氣室）注射不同濃度生理鹽水，檢測(cè)鴨胚發(fā)育情況（死亡率、健雛率等）來探索卵內(nèi)注射技術(shù)在鴨胚研究上的效果； 2. 通過卵內(nèi)注射不同濃度的rhIGF-1，實(shí)時(shí)定量檢測(cè)肌肉發(fā)育重要基因Follistatin的表達(dá)變化，同時(shí)利用組織切片顯微技術(shù)觀察鴨胚肌肉組織形態(tài)及肌纖維的變化，研究卵內(nèi)注射rhIGF-1對(duì)鴨肌肉早期發(fā)育的影響。 標(biāo)志性成果： 1. 形成一套適合鴨胚肌肉發(fā)育研究的卵內(nèi)注射技術(shù)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白。形成論文《家禽胚蛋注射技術(shù)的應(yīng)用》，刊登于《中國家禽》雜志。 2. 發(fā)現(xiàn)卵內(nèi)注射IGF-1可以明顯促進(jìn)鴨胸肌發(fā)育，首次發(fā)現(xiàn)IGF-1以濃度依賴方式調(diào)控Follistatin基因的表達(dá)，證實(shí)卵內(nèi)注射可以作為禽類胚胎期肌肉發(fā)育研究的技術(shù)平臺(tái)。形成論文《鴨胚卵內(nèi)注射rhIGF-1對(duì)其出殼后Follistatin基因表達(dá)及胸肌發(fā)育的影響研究》，刊登于《畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)》雜志。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 研究卵內(nèi)注射rhIGF-1對(duì)鴨肌肉早期發(fā)育的影響 探索卵內(nèi)注射技術(shù)在鴨胚肌肉發(fā)育研究上的應(yīng)用 本研究擬通過對(duì)鴨胚不同部位（卵白、羊膜腔、尿囊、氣室等）注射不同濃度rhIGF-1，檢測(cè)鴨胚發(fā)育情況來探索卵內(nèi)注射技術(shù)在鴨胚研究上的效果；并實(shí)時(shí)定量檢測(cè)肌肉發(fā)育重要基因FST的表達(dá)變化；同時(shí)，利用組織切片顯微技術(shù)觀察鴨胚肌肉組織形態(tài)及肌纖維的變化，研究卵內(nèi)注射rhIGF-1對(duì)鴨肌肉早期發(fā)育的影響。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 首次應(yīng)用卵內(nèi)注射技術(shù)對(duì)鴨肌肉發(fā)育的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明，鴨胚胎發(fā)育中期卵內(nèi)注射rhIGF-1可以通過上調(diào)FST基因表達(dá)量，從而在一定程度上促進(jìn)了肌纖維的生長發(fā)育，且rhIGF-1對(duì)FST的調(diào)控作用以濃度依賴的方式進(jìn)行，高濃度的rhIGF-1導(dǎo)致FST的高表達(dá)和肌肉發(fā)育的促進(jìn)作用。 摸索出了一套成熟的適合鴨胚卵內(nèi)注射技術(shù)，彌補(bǔ)了這一領(lǐng)域的空白。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 為進(jìn)一步提高鴨肌肉的增重，進(jìn)而提升鴨肌肉產(chǎn)量的研究提供了理論依據(jù)； 為研究禽類胚胎疫苗預(yù)防接種、外源因子對(duì)胚胎肌肉發(fā)育等的研究提供了一個(gè)切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 文摘1： rhIGF-1是否以濃度依賴的方式調(diào)控FST的表達(dá)從而促進(jìn)動(dòng)物胚胎期肌肉發(fā)育還不清楚，本研究通過卵內(nèi)注射不同濃度rhIGF-1到鴨蛋蛋白中，并檢測(cè)2日齡雛鴨胸肌發(fā)育和FST表達(dá)情況，探討其影響。結(jié)果表明，卵內(nèi)注射不同濃度rhIGF-1對(duì)雛鴨重影響不顯著；但雛鴨胸肌重、胸肌率隨rhIGF-1注射濃度增加而升高；120 ng/ml處理組肌纖維直徑和面積顯著高于對(duì)照組；FST基因在雛鴨胸肌中的表達(dá)隨rhIGF-1濃度增大而升高。表明高濃度的rhIGF-1導(dǎo)致FST高表達(dá)并促進(jìn)肌肉發(fā)育。 文摘2： 受孵化后期的雞胚疫苗接種技術(shù)的啟發(fā)，美國科學(xué)家最早提出胚蛋注射的概念并獲得專利。在胚蛋注射技術(shù)應(yīng)用前期，主要探討碳水化合物、氨基酸復(fù)合物等對(duì)胚胎個(gè)體生長發(fā)育的影響，致力于提高孵化率和生長性能等方面。后來有學(xué)者研究特定外源物質(zhì)對(duì)某些組織發(fā)育的影響。近幾年，有學(xué)者從分子水平上來研究某些因子對(duì)組織發(fā)育的作用機(jī)理，如rhIGF-1對(duì)肌肉組織中某些基因表達(dá)規(guī)律的研究。本文從不同注射位點(diǎn)入手，結(jié)合胚胎發(fā)育期的營養(yǎng)、發(fā)育特點(diǎn)及研究實(shí)例介紹，希望為該技術(shù)在家禽胚胎的肌肉發(fā)育研究提供參考和指導(dǎo)。
獲獎(jiǎng)情況
- 論文1已被《畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)》雜志接收 論文2也在《中國家禽》雜志2010年第32卷第16期發(fā)表
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- [1] SCICCHITANO BM, RIZZUTO E, MUSARò A. Counteracting muscle wasting in aging and neuromuscular diseases: the critical role of IGF-1[J]. Aging, 2009, 1(5):451-457. [2] ADAMS GR, MCCUE SA. MCCUE. Localized infusion of IGF-I results in skeletal muscle hypertrophy in rats [J]. J Appl Physiol, 1998, 84(5):1716-1722. [3] RABINOVSKY ED, GELIR E, GELIR S, and et al. Targeted expression of IGF-1 transgene to skeletal muscle accelerates muscle and motor neuron regeneration [J]. FASEB J, 2003, 17(1):53-55. [4] MIYAKE M, HAYASHI S, SATO T, and et al. Myostatin and MyoD family expression in skeletal muscle of IGF-1 knockout mice [J]. Cell Biol Int, 2007, (10):1274-1279. [5] KOTA J, HANDY CR, HAIDET AM, and et al. Follistatin Gene Delivery Enhances Muscle Growth and Strength in Nonhuman Primates [J]. Sci Transl Med, 2009, 1(6):6ra15.
同類課題研究水平概述
- 目前，國內(nèi)外鴨業(yè)生產(chǎn)蓬勃發(fā)展，飼養(yǎng)的肉鴨以大型肉鴨為主，盡管早期生長迅速，但存在脂肪率高和瘦肉率低的缺點(diǎn)，越來越不能滿足人們的需求。因此，如何進(jìn)一步提升肉鴨的肌肉產(chǎn)量是當(dāng)前生產(chǎn)和育種實(shí)踐中首要考慮的問題。動(dòng)物的肌肉主要在胚胎發(fā)育過程中形成，首先由成肌細(xì)胞經(jīng)過增殖分化形成肌纖維。肌纖維是肌肉的基本單位，其數(shù)量在胚胎發(fā)育時(shí)期就固定下來，動(dòng)物出生后主要是肌纖維的增粗增長。因此，研究胚胎時(shí)期肌肉的發(fā)育對(duì)提升動(dòng)物的肌肉產(chǎn)量具有重要的意義。 鳥類胚胎在體外發(fā)育。在胚胎的發(fā)育過程中，依次形成尿囊膜、卵黃膜和絨毛膜，分別起到容納胚胎的代謝產(chǎn)物、供給胚胎發(fā)育的營養(yǎng)和保護(hù)胚胎的作用。鳥類胚胎發(fā)育前期，營養(yǎng)供給主要依賴卵黃膜的血管對(duì)蛋黃的吸收，在胚胎發(fā)育的后期，主要依賴蛋清供給營養(yǎng)。近年來，卵內(nèi)注射技術(shù)的主要應(yīng)用在動(dòng)物醫(yī)學(xué)中抗體的制取和不同營養(yǎng)物質(zhì)（如某些氨基酸）對(duì)胚胎的生長發(fā)育的促進(jìn)的研究上。醫(yī)學(xué)方面。截止到上個(gè)世紀(jì)90年代，用尿囊膜內(nèi)注射生產(chǎn)抗體已被廣泛的認(rèn)可并在生產(chǎn)中實(shí)踐應(yīng)用；營養(yǎng)方面，該技術(shù)的研究最早于2003年被美國科學(xué)家Uni和Ferket提出，他們研究了24日齡火雞的胚胎中注射HMB營養(yǎng)液對(duì)火雞體重、胸肌都增加的作用。而對(duì)鴨的相關(guān)研究還未見報(bào)道。 胰島素樣生長因子（insulin like growth factor, IGF）被證實(shí)與肌肉發(fā)育密切相關(guān)。IGF基因的多態(tài)性與肌肉產(chǎn)量的相關(guān)已在牛、豬、羊、雞等動(dòng)物中被報(bào)道，是近些年研究的熱點(diǎn)之一。結(jié)合卵內(nèi)注射技術(shù)探討IGF與禽類胚胎肌肉發(fā)育是近幾年才被探討的實(shí)驗(yàn)方法，具有非常好的實(shí)用性。Hakan等人（2006）研究了蛋清注射rhIGF（重組人胰島素樣生長因子）對(duì)肌肉發(fā)育的影響。但是涉及到IGF與肌肉發(fā)育相關(guān)基因的關(guān)系研究還比較少，關(guān)于IGF調(diào)控肌肉發(fā)育的具體機(jī)理還不清楚。這些實(shí)驗(yàn)多數(shù)在細(xì)胞水平上研究，在個(gè)體水平上以上基因的相關(guān)關(guān)系是否也遵循于此還不清楚。并且，卵內(nèi)注射IGF是否影響鴨肌肉的發(fā)育至今還未見任何報(bào)道。 因此，本研究擬在13日齡鴨蛋蛋清注射不同濃度的rhIGF-1，研究其對(duì)鴨肌肉發(fā)育的影響，以及在分子水平上探討注射rhIGF-1對(duì)肌肉發(fā)育重要基因FST的影響，為進(jìn)一步提升鴨肌肉產(chǎn)量的育種研究提供理論依據(jù)，也探索一套將外源物質(zhì)導(dǎo)入鴨胚蛋以研究其肌肉發(fā)育的卵內(nèi)注射技術(shù)。
