（1．江西農業大學動物科技學院，南昌330045；2．中國農業科學院畜牧研究所，北京100094）

　　 摘要：GH的促生長作用要通過肝臟、軟骨等組織產生生長因子，即胰島素樣生長因子（insulin－like growth

　　 factor，IGF）來介導。IGF系統與動物的生長發育、生產關系密切。作者綜述了近年來IGF系統在動物生產方面的研究進展。

　　 關鍵詞：胰島素樣生長因子系統；動物生產

　　 中圖分類號：5814．l文獻標識碼：A文章編號：1671－7236（2003）03－0034－03

　　 IGFS是一類既有胰島素樣合成代謝作用又有促生長作用的多肽，能介導GH促進多種組織細胞生長代謝，故IGF系統對胚胎、神經、骨骼肌、骨骼的發育、細胞增殖、轉化等具有重要作用。

　　 1 IGF系統概述

　　 IGF家族包括

　　 IGFs（IGF-Ⅰ，IGF-Ⅱ），IGFBP（1～6）及IGF受體（IGF-IR，IGF-ⅡR）。體內許多組織在GH作用下能自身產生IGFS，但IGF－I和IGF一Ⅱ在體內分布差異很大：IGF－I在肝臟中表達最多，子宮其次；而正僅在少數組織中表達，腦內表達最多，心臟居次。循環中絕大部分IGFS結合于IGFBP－3和一個酸不穩定亞基形成一個150Kda的3分子復合體，少部分以游離態的形式存在。6種IGFBP中IGFBP－3在出生后含量最高的，主要由肝臟內皮細胞和肝巨噬細胞產生。IGFBP－3作為IGFS的運輸載體，調控IGFS的釋放，并延長IGFS的半衰期，減緩IGFS的代謝清除，還提供IGFS的組織和細胞型特異性位點。另外IGFBP直接調控與受體結合，最終調控IGFS的生物學作用。IGFS的生物學功能是通過與特異性的靶細胞表面受體結合而實現的。IGF受體主要分布于細胞膜上，在胞漿的滑面內質網及高爾基體上也發現了有IGFS的特異性結合位點。IGFS在體內通過循環或局部效應來影響細胞的生長和分化。是介導GH促進動物生長的因子。

　　 2 IGF系統對動物早期生長發育的影響

　　 一般認為IGF－I是哺乳動物和禽類真正的生長調節因子，GH的促生長作用是通過IGF－I介導的。IGF系統是胚胎和動物出生后生長的主要決定因素，而出生后生長是由GH來調控的。GH和IGF－I協同作用，參與大部分信號通路的會合。胚胎和子宮內膜都產生大量的IGF－I，這種自分泌和旁分泌的IGF司在早期妊娠中起作用。

　　 Pre11e等（2000）報道，在體外將牛胚胎分別培養在100ng／ml的rhIGF－Irecommnanthuman IGF－I）、LR3（long R3IGF－Ⅰ）和對照組（無IGF－I添加物）的培養系統。研究結果表明LR3能最有效地刺激早期胚胎的卵裂，而rhIGF－I能最強有力地刺激胚胎的繼續發育。囊胚的總細胞數由高到低依次為：LR3組、LGF－Ⅰ組和對照組。囊胚的分化細胞染色揭示了這些差異主要產生于滋養外胚層細胞的數量。對各組IGFBPS和IGF－IR的mRNA表達水平的研究結果表明，IGF肽段對IGFBPS的親和性和它們對附植前胚胎的作用相關，并在不同方面影響IGF系統的組分對不同因素如發育、細胞數目和mRNA的表達水平。

　　 研究結果表明禽類胚胎期IGF－I主要來源于肝臟外其它組織（Sertno等，1990），對胚胎的發育具重要作用。IGF－Ⅰ可刺激雞氨基酸的轉運和蛋白質的合成，抑制蛋白質的分解。胚胎發育中期血清IGF－I含量較高，此時正是器官形成的關鍵時期，放較高的IGF－I水平可能與組織器官的分化形成有關。IGF－I基因表達與雞胚胎眼球和肝的重量顯著相關。在孵化期雞胚的組織IGF－I基因表達水平不因不同品種而受到影響，而雞胚胎的組織發育卻至少部分地受IGF習基因表達的調控。高郵鴨16、20和24胚齡時，血清IGF－I濃度都顯著高于紹興蛋鴨（P＜0.01），并與胚重呈正相關，提示在鴨胚發育過程中，IGF－I可能起重要作用（葛盛芳等，2000）。處于胚后早期發育階段的蛋雞，其血清IGF河水平隨體重增加而增加（Goddard等，19881Vasilatos－younken等，1991;張根華等，1997），并且高于肉雞，尤以10日齡的雌性雛雞間差異不顯著（P＜0.01），不同品種相同日齡的雌性雛雞間差異不顯著，但雄性蛋雞的血清IGF－I水平卻顯著高于雄性肉雞（P＜0．01）；外，同一品種雛雞的血清IGF－I水平未見顯著的性別差異。

　　 3 IGF系統與生長性狀

　　 血清IGF－I濃度和許多家畜的生長性狀相關。在安格斯牛的選育研究中發現在斷奶后期，血清IGF－I的平均濃度有很高的遺傳性（0．48±0.13），表明IGF－I具較強的加性遺傳調控（Davis等，1997）。在牛和豬IGF－I基因的5’側翼的存在一雙核音酸（CA）的重復多態性，研究結果表明它和斷奶重及1齡重相關，并與肉牛的出生重相關（Moody等，1996），與某些豬種的背脂厚度相關（Casas等，1995）。對鼠進行高循環IGF－I濃度、低循環IGF－I濃度的重復分化選育后，也發現血漿IGF－I濃度是一個可遺傳的性狀，更重要的是發現 IGF－I濃度和體重呈正相關（ Siddiqui等，1992）。Ge等（2001）報道，跨（高、低血清IGF－I）品系BB基因型安格斯牛和斷奶后 20d調整期的高增重顯著相關，但高血清IGF－I濃度品系的安格斯牛卻沒表現出這種相關性；且B等位基因對斷奶后增重表現輕微的顯性作用；BB基因型的牛比AA基因型的血清IGF－I濃度更低，體重也比AA基因型的更大。

　　 McMurtry等（1997）和Kang等（2000）對韓國Ogol雞（KNOC）的研究表明血清IGF－Ⅰ對公母雞具有雙重作用，血清IGF－I對KNOC公雞的生長重要相關，而與KNOC母雞的產蛋量重要相關。Seo等（2001）的研究表明IGF－I基因型和體重的關系在KNOC公母雞間有極顯著的差異。雖然在大部分年齡段KNOC公雞的基因型之間體重差異不顯著，但IGF－I基因型為十／十的體重總大于其它基因型（＋／－，－／－）的公雞的體重。而IGF－I基因型對母雞的體重影響不大。肝IGF－ImRNAs在快生長雞組的水平更高，IGF一ⅡmRNA水平與營養狀況或基因型的變化趨向一致；生長速率決、慢分別與IGF－I、一正水平高和低相關，這也證明了含在生長過程中IGFS的刺激作用（Beecavin等，2001）。葛盛芳等（2000）認為生長較快品系中血清IGF－I水平高于較慢的品系。Vasilatos－youlldkell等（1991）的試驗結果也認為快速生長型雛雞血清IGF－I水平顯著高于緩慢生長型的雛雞，且血清IGF－I水平與雛雞體重間呈顯著相關。但Goddard（1988）認為IGF－I在品系之間沒有差異；張根華等（1997）認為快速生長的肉雞血液IGF－I水平反而低。血液中IGF河含量出現相互矛盾的報道，原因可能由于血液中存在多種IGF－I結合蛋白，而且不同品種的禽類IGF互結合蛋白的結合率可能不一樣。報道的多為去除IGF－I結合蛋白的IGF－I水平，而血液中只有游離的IGF－I才能起作用。

　　 4 IGF－I與產肉、產蛋性能

　　 產肉性能和肌肉的生長密切相關。很多證據表明IGF－I和哺乳動物肌肉的生長、分化調控有關。血清IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ濃度與肋條肉的瘦肉率和相關組織的比率呈負相關（NikoliC等，2000）。低血清IGF－I濃度的牛，其肉具有較高的大理石花紋面積和質量等級，故血清IGF－I濃度可成為提高肉牛大理石花紋面積和質量等級的一個有用的選育標準（Davis等，2000）。

　　 Nagaraja等（2000）報道在雞 IGF－I基因5’區CA的重復多態性緊密連著IGF－I基因的調控元件，并在5’區發現了多態性和蛋重及蛋殼重相關。Kang等（2000）也證明了IGF－I水平與產蛋量有關。葛盛芳等（2000）對60日齡大蛋系和高產系紹興鴨的研究發現大蛋系鴨的血清IGF－I含量高于高產系，這可能與其體重及產蛋量高于高產系有關，表明IGF河對鴨的生長和產蛋有一定的影響。

　　 5 IGF－Ⅱ和IGFBP－3與產仔數的關系

　　 類固醇激素通過IGF系統的中介作用或IGF系統協同其它內分泌因子在排卵、附植、妊娠維持和胚胎發育等生殖環節中發揮作用。IGF－I作為一個胎盤生長因子，是豬孕體P450芳香化酶作用的一個刺激因子（HOfig等，1991）。表明IGF一刀在體外能抑制人的胎盤P450芳香化酶的活性。

　　 Yun等（2001）研究了發情周期、妊娠和出生后雌性后代的血清IGF一Ⅱ和IGFBP－3表達水平與產仔數的關系。從后情期至發情期，高產仔數組的IGF-Ⅱ的血清濃度下降了，而低產仔數組的IGF-Ⅱ水平卻升高了。通常高產仔數組的IGF-Ⅱ水平高于低產仔數。在發情周期中沒檢測出2組IGF一Ⅱ的顯著差異。高產仔數組的血清IGF一Ⅱ濃度從孕期的第45～105 d總的來說是升高了，但在孕期，低產仔數組的IGF一Ⅱ血清濃度高于高產仔數組。從孕期的第 60d到分娩，IGF一Ⅱ濃度在高、低產仔數組間存在顯著差異，特別是在第 60d極顯著。隨著仔豬的生長，2組小母豬的血清IGF一Ⅱ濃度下降了。在仔豬75日齡時，2組的血清IGF-Ⅱ濃度差異極顯著，高產仔數組產的仔豬IGF一Ⅱ水平更低。IGFBP－3，除了在發情期，整個發情周期低產仔數組的表達水平都比高產仔數組的高。而且從后情期到發情期，高產仔數組的IGFBP－3水平沒有變化，而低產仔數組卻呈降低趨勢；在妊娠期，特別在青年母豬孕期的第45d，低產仔數組IGFBP－3表達水平比孕期任何時候都高。妊娠期2組的IGFBP－3量的差異變化程度小于發情周期的變化，高產仔數組的IGFBP－3的表達量在60 d減少，以后基本持平，而低產仔數組 IGFBP－3的表達水平從第 45 d到 105d變化很小；在仔豬生長期低產仔數組IGFBP－3水平比高產仔數組的高1．5倍。ER基因已被證明為控制豬產仔數的主效基因之一，Yun等（2001）還研究了ER各基因型豬的IGF一Ⅱ濃度差異，雖然各基因型間IGF-Ⅱ濃度差異并不顯著，但從孕期的第60～105 d，AA基因型即為低產仔數的，其IGF-Ⅱ濃度高于BB基因型組。

　　 6 IGFs與泌乳

　　 IGFs、IGFs受體及IGF－I的mRNA存在于乳腺組織，IGFS可通過其相應受體直接作用于乳腺。高遺傳值與中等遺傳值的奶牛相比，產奶量更高，但血糖與IGF－I濃度更低。McBride等（1990）通過乳腺動脈絡泌乳山羊直接注射IGF－I，結果奶產量上升15％。在分娩前，IGF－I在乳腺的分泌及血液中的濃度很高，隨著分娩的臨近而輕微降低。分娩后，血液IGF－I濃度很穩定，但IGF－I在乳腺分泌物中很難檢測到（Dehnhard等，2000）。在乳腺泌乳周期，Baumrucker等（2000）對IGF－IR的檢測表明，分娩時IGF－IR數量減少，并和其血液中的配體水平一同降低，而IGF－I、IGF一Ⅱ和IGF一ⅡR大體上沒變；IGFBP-3是乳腺中數量最多的IGF結合蛋白，與產前和子宮復舊期相比，其在哺乳期血液和乳中的濃度降低；IGFBP－3結合于牛乳腺組織膜蛋白，IGFBP－3結合蛋白已被證實為牛乳鐵蛋白，乳鐵蛋白能與IGF競爭結合IGFBP－3。Baumrucker等的研究還表明在子宮復舊期，乳鐵蛋白與IGF系統的調控重要相關。

　　 7 IGF系統與營養需要

　　 IGF河的表達主要受GH和營養的調節：GH和營養。通過對肝組織IGF－ImRNA表達水平的研究，顯示營養對IGFI表達的調節主要發生在翻譯前水平，其中IGF－I基因轉錄速率的變化可能是主要原因。禁食或喂養能量不足或蛋白含量不足的食物都將導致血清IGF－I和組織 IGF－ImRNA豐度下降。魚的生長狀況與肝組織IGF－ImRNA水平呈同步變化（華益民等，2001）。在魚類存在 Ea－1，Ea－2，Ea－3和 Ea－4 4種IGF司轉錄產物。Duan等（1994）通過對銀大麻哈魚4種mRNAs的研究，認為營養主要對肝組織Ea司和Ea－3的轉錄進行調節；饑餓顯著降低肝組織Ea－1和Ea－3水平，重新投喂則使Ea－1和Ea－3的產量恢復。華益民等（2001）通過室外喂養觀察3種營養狀況對幼年鯉魚生長、血清GH水平和組織IGF－ImRNA表達的影響。H組喂含40％酷蛋白的餌料，L組喂含20％酪蛋白的餌料，餌料總能量相同；另一組魚先饑餓32d再投喂40％酷蛋白的餌料。結果表明營養對鯉魚肝組織IGF－ImRNA的表達有調節作用；其它組織IGF－ImRNA表達不受營養調節。

　　 Lowe等（1989）報道，禁食導致大鼠肝組織和非肝組織IGF－lmRNA量的下降存在3種不同程度的反應。肝和肺的IGF－ImRNA豐度下降最顯著，腎和肌肉其次，而胃、奉丸、腦和心等的變化最小或無變化。Brameld等（2000）通過在妊娠期第28～80 d對限飼組母羊限們，接著喂以精飼組的料直至孕期的第 140 d，研究了對IGF－I、IGF－I的mRNA表達的影響。結果顯示，孕期第 80 d，限飼組的胎兒肝IGF－ImRNA豐度比精飼組的更低，但經 60 d的補飼后，在第 140d卻高于精飼組。胎兒骨骼肌中，IGF－ImRNA豐度并沒有受到母體營養的影響，其隨孕期增長而逐漸降低（P<0．01）。在孕期的第80d，限飼組的胎兒骨骼肌IGF一正mRNA豐度高于精飼組，但經60d補飼后低于精飼組；而肝中IGF一正mRNA豐度在第80、140

　　d，限飼組的都更高。說明在妊娠的早期至中期母體營養限詞后再補飼，將改變胎兒肝和骨骼肌IGF-I、IGF-Ⅱ正的表達，而這些將影響組織器官的發育和功能。

　　 高寧國等（1997）首次證明加酶可以顯著提高雛鴨IGF-Ⅰ水平，且與日齡有關，粗酶制劑添加大麥基礎日糧可顯著提高肉鴨的生長性能，并影響肉鴨的消化和代謝。酶制劑可使快速生長期鵝肝合成IGF－I的能力加強，肌肉IGF－I水平升高（艾曉杰等，2000）。

　　 8 IGF系統的研究展望

　　 隨著現代生物技術的發展，IGF系統的生物學作用的機理將不斷被揭示，同時其在體液介質調節網絡中的作用也將越來越被重視。在動物生產中，IGF系統的研究將為動物的遺傳改良、飼養、繁殖等生產環節提供理論依據，并為利用基因重組技術生產的IGFS進入臨床應用打下基礎。