基本信息
- 項目名稱：
- 生物鐘打開一日三餐健康之門
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 大量報道指出，一日三餐是符合人體生理需要的飲食習(xí)慣。然而，由于生活節(jié)奏的加快，傳統(tǒng)意義上的“一日三餐”已經(jīng)不再正規(guī)，人們?yōu)榱诉m應(yīng)快節(jié)奏的生活，不得不改變自己的飲食習(xí)慣去適應(yīng)學(xué)習(xí)和工作的需要。本項目以大鼠為研究對象，通過模擬人類生活的一日三餐，研究不同飲食習(xí)慣對大鼠的生理節(jié)律和生長發(fā)育的影響。
- 詳細介紹：
- 食物信號是外周生物鐘的主要授時信號，不當?shù)娘嬍沉?xí)慣會引起生物鐘母鐘與子鐘的時間錯點，誘發(fā)機體內(nèi)環(huán)境的生物鐘紊亂。基于上述研究背景，本項目以大鼠為研究對象，通過模擬人類生活的一日三餐的飲食習(xí)慣，分別從外周生物鐘基因的表達水平、飲食相關(guān)的生理行為活動水平、血液中各種激素和生化指標日周節(jié)律變化水平、肝臟中各種糖代謝與脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達水平等幾個方面進行綜合評價，研究不同飲食習(xí)慣對大鼠的生理節(jié)律和生長發(fā)育的影響。研究發(fā)現(xiàn)飲食不規(guī)律會影響生物鐘時間的穩(wěn)定以及物質(zhì)代謝等生理功能的正常發(fā)揮。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 研究目的的和基本思路： 眾所周知，合理的三餐飲食是身體健康的根本，但是在快節(jié)奏的都市生活中，一日三餐的重要性已經(jīng)慢慢的被人們忽略。生物鐘是機體固有的時控裝置，具有調(diào)控機體的行為和生理節(jié)律等生理功能。研究表明，外周組織（肝臟、心臟等）生物鐘主要受環(huán)境中食物信號的影響調(diào)整其時相。所以不規(guī)律的飲食習(xí)慣會通過生物鐘來影響機體生理功能的正常發(fā)揮。因此，基于上述研究背景，我們從生物鐘的角度研究了一日三餐的生理功能及其健康的奧秘。 創(chuàng)新點： (1) 首次從生物鐘的角度研究了一日三餐的生理意義。 (2) 本研究分別從基因定量表達，血液生化分析，行為活動節(jié)律以及個體生長發(fā)育等多個水平對一日三餐不同飲食習(xí)慣的生理意義進行綜合評價，而且相關(guān)參數(shù)具有一定生活參考價值。 技術(shù)關(guān)鍵：大鼠三餐模型的建立和解析每一餐具體的生理意義 主要技術(shù)指標：生物鐘基因、糖脂代謝基因、行為活動量
科學(xué)性、先進性
- 本文在以往限制性飲食、饑餓、低卡路里飲食對大鼠生物鐘調(diào)控研究的基礎(chǔ)上，進一步探討了“一日三餐”作為食物信號對大鼠生物鐘基因表達節(jié)律的影響。并從分子機制的角度解釋了日常人類生活中飲食不規(guī)律對于機體可能造成的損傷。 本項目應(yīng)用了熒光定量PCR、全自動生化分析、紅外行為活動監(jiān)測等實驗技術(shù)，研究結(jié)果真實可靠，具有一定的科學(xué)性和先進性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 所獲獎勵： ?！斑\河杯”學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎. 就相關(guān)研究背景知識及研究成果發(fā)表論文： [1]Feeding-induced rapid resetting of the hepatic circadian clock is associated with acute induction of Per2 and Dec1 transcription in rats [J]. Chronobiol Int, 2010, 27(1): 1–18. [2]食物信號鐘[J]. 中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報, 2008, 24(12):1109―1117. [3]哺乳動物營養(yǎng)代謝的時間生物學(xué)研究進展[J]. 中國細胞生物學(xué)學(xué)報, 2011, 33:190-196.
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 以往主要研究母鐘的結(jié)構(gòu)功能和調(diào)控機制等，卻忽視了生物鐘系統(tǒng)的內(nèi)部母鐘與子鐘之間的“錯點”。而本文從食物信號是子鐘的主要授時信號出發(fā)，指出不當?shù)娘嬍沉?xí)慣會引起生物鐘母鐘與子鐘的解偶聯(lián)，誘發(fā)機體內(nèi)環(huán)境的生物鐘紊亂。本項目以Wistar大鼠為模式生物，從表觀的生理實驗，運用熒光PCR技術(shù)進行基因表達水平分析，血液樣品的生化分析，到對動物行為學(xué)解析等多個水平上進行綜合評價，使得研究結(jié)果更有科學(xué)性和說服力。因此，研究手段的多元化，使得研究結(jié)果在廣度和深度上都會有更多突破。 推廣前景： 該項目的預(yù)期成果主要以論文的形式探討“一日三餐”作為食物信號對生物鐘基因表達和糖脂代謝變化的影響。將生物鐘的研究與人類日常飲食習(xí)慣緊密聯(lián)系在一起，了解每一餐的不同生理意義，為各種飲食習(xí)慣引起的代謝綜合癥的防控提供實際可測的時間生物學(xué)指標，同時為倡導(dǎo)健康的飲食習(xí)慣提供科學(xué)指導(dǎo)。
同類課題研究水平概述
- 自然界無論是動物還是植物，體內(nèi)都有生物鐘，其生理活動都受到生物節(jié)律的控制。生物節(jié)律的物質(zhì)基礎(chǔ)是生物鐘。生物鐘可分為母鐘(主鐘、中樞鐘)和子鐘(外周鐘、細胞鐘)。哺乳動物生物鐘的母鐘位于下丘腦視交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN），由此發(fā)出的信息控制全身的節(jié)律活動；子鐘位于各外周組織（如肝臟、心臟、腎臟等）細胞內(nèi)，調(diào)控效應(yīng)器的節(jié)律。母鐘受光－暗信號的影響比較強烈，子鐘卻更容易受到食物信號的影響。 2001年，美國科學(xué)家Stokkan等人在Science上發(fā)表論文指出白天限制性飲食能在2天內(nèi)使肝臟生物鐘的峰值時相快速移動10小時。同時，瑞士科學(xué)家Damiola等人在Genes & Development上發(fā)表論文指出飲食習(xí)慣的改變不僅能引起肝臟生物鐘表達時相的變化，并且可以使心臟、腎臟和胰臟等外周生物鐘的表達時相與SCN母鐘的時相發(fā)生解偶聯(lián)。由此，母鐘SCN與子鐘之間的時間同步才開始逐漸引起人們的重視，而食物信號作為一個外周生物鐘的主導(dǎo)授時信號開始引起了人們的廣泛關(guān)注。 與此同時，近年來有關(guān)食物信號通過調(diào)控生物鐘節(jié)律來影響局部生理功能及其與各種代謝疾病關(guān)系的研究報道越來越多。2009年，日本科學(xué)家Yamajuku等人在Circulation Research上發(fā)表論文指出不僅飲食量的多少或者食物成分的差異會影響健康，飲食時間的選擇可能對身體健康更為重要，不良的飲食習(xí)慣將引起脂質(zhì)代謝關(guān)鍵基因Cyp7a1的節(jié)律紊亂，并造成肝臟中極低密度脂蛋白-膽固醇含量的增加以及膽汁酸的分泌下降。2010年，美國科學(xué)家Fonken等人在PNAS上發(fā)表的研究報道證實了夜間的光照暴露所引起的肥胖癥是因為改變了以往正常的飲食時間。而這些不規(guī)律的飲食方式對于機體的損害，使越來越多的人開始推崇健康飲食。 然而由于生活節(jié)奏的加快，傳統(tǒng)意義上的“一日三餐”已經(jīng)不再正規(guī)，人們?yōu)榱诉m應(yīng)快節(jié)奏的生活，不得不改變自己的飲食習(xí)慣去適應(yīng)學(xué)習(xí)和工作的需要。但先前對于食物信號和生物鐘的研究主要集中在每天一次的限制性飲食，或是饑餓和低卡路里實驗，很少有真正模擬人類日常生活飲食習(xí)慣的相關(guān)報道；另一方面，大多關(guān)于“一日三餐”研究主要集中在了營養(yǎng)學(xué)方面吃什么對機體有利，沒有深入研究潛在分子機制的報道。所以，將生物鐘與“一日三餐”聯(lián)系在一起是本項目最大的創(chuàng)新性，也為現(xiàn)實生活提供更好的指導(dǎo)意義。
