全 文 ：文章编号 :100028551 (2007) 052518205
外源性 CNT对3 H2赖氨酸在哈白兔
体内代谢动力学的影响
刘登科　昝林森　刘永峰
(西北农林科技大学 动物科技学院 ,陕西 杨凌　712100)
摘　要 :以哈白兔为试验动物 ,利用同位素示踪法研究外源环核苷酸 ( CNT) 对3 H2标记的赖氨酸 (3 H2
Lysine) 在动物体内的分布、转运与代谢影响 , 其示踪动力学可用二室模型来描述 : Y^ ( t) =
98316281e - 01021935 t + 177319999e - 01083932 t - 98316281e - 01432590 t - 077319999e - 01050399 t + 30012820。研究结果证
明 ,皮下注射 95h 后 ,对照组3 H2Lysine 主要分布于肾脏、心脏、肝脏、脾脏、肌肉中 ; cGMP 组中主要分布
分布于膀胱、肌肉、肺脏、肠中 ;cAMP 组主要分布于肌肉、胃、肝脏、心脏、生殖器中 ;cGMP + cAMP 组中主
要分布于肌肉、膀胱、生殖器、脂肪。同时 ,心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肌肉、脑、膀胱、肠器官中 ,皮下注射环
核苷酸后均有显著 ( p < 0105)或极显著 ( p < 0101)的变化 ,说明外源性 CNT对赖氨酸在哈白兔血液中的
代谢及在组织和器官中分布均有明显影响。
关键词 :3 H2赖氨酸 ;哈白兔 ;示踪动力学 ;环核苷酸
EFFECT OF EXOGENOUS CNT ON KINETICS OF 3 H2LYSINE IN HAERBIN WHITE RABBITS
LIU Deng2ke 　ZAN Lin2sen 　LIU Yong2feng
( College of Animal Science and Technology , Northwest A & F University , Yangling , Shaanxi 　712100)
Abstract :Haerbin White rabbits was used as testimonial and trace kinetics and radioimmunoassay and other techniques were
used to study the distribution , transportation and metabolism of 3 H2Lysine in the animal . The metabolic kinetics of 3 H2Lysine
could be described by the follows equation : Y^ ( t) = 98316281e - 01021935 t + 177319999e - 01083932 t - 98316281e - 01432590 t -
077319999e - 01050399 t + 30012820. Experimental results showed that 3 H2Lysine was accumulated mainly in kidney , heart ,
liver , spleen and muscle in check group ; accumulated mainly in muscle , stomach , liver , heart and genitalia in cAMP treated
group ; accumulated in bladder , muscle , lung and intestine in cGMP treated group ; and accumulated mainly in muscle ,
bladder , genitalia and fat in cAMP + cGMP treated group , respectively. The distribution of 3 H2Lysine was of evidently
variations being treated with exogenous CNT. The results indicated that the distribution , transportation and metabolism of 3 H2
Lysine were significantly affected by exogenous CNT in the Haerbin White rabbit .
Key words :3 H2Lysine ; haerbin white rabbits ; trace kinetics ; CCNT
收稿日期 :2006212214
基金项目 :霍英东教育基金资助项目
作者简介 :刘登科 (19812) ,男 ,陕西乾县人 ,硕士 ,主要从事动物遗传育种与繁殖研究。E2mail :liudengke1981 @1631com
通讯作者 :昝林森 (19632) ,男 ,陕西扶风人 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事动物生殖生理调控研究。E2mail :zanls @yahoo. com. cn　　环核苷酸 (Cyclic Nucleotides ,CNT) 包括环腺苷酸( Cyclic Adenosine Monophosphate ; 3′, 5′2Cycilc AMP ;cAMP)和环鸟苷酸 (Cyclic Guanosine Monophosphate ;3′,5′2Cycilc GMP ;cGMP)等 ,是一类没有特异性、广泛存在于生物体内的小分子物质 ,对生命活动或物质代谢具 有非常重要的调节作用[1～3 ] ,被统称为第二信使。自1957 年和 1963 年发现并分离出 cAMP 和 cGMP 及 1968年提出第二信使学说 (Second Messenger) 以来 ,世界各国的研究人员对 CNT作了大量的研究 ,结果表明 CNT在很多领域中起着重要的作用 ,它们调节和控制着细
815　 核 农 学 报　2007 ,21 (5) :518～522Journal of Nuclear Agricultural Sciences
胞的生长和繁殖 ,与多种生理生化活动和代谢有
关[1～3 ] 。放射性标记物在体内与化学形式相同的内源
性物质有相同的代谢规律 ,可以揭示体内物质的吸收、
分布、转化、代谢和排出的动态变化规律 ,进而达到揭
示机体生理、生化和药理的动态特征。目前 ,运用同位
素放射方法 ,研究 CNT对蛋白质在动物体内的代谢规
律 ,国内外尚无报道 ,因此本文采用同位素示踪技术 ,
运用房室分析经典理论 ,研究3 H2标记赖氨酸在哈白兔
体内的分布及代谢规律 ,以期探讨蛋白质在动物体内
的生物转化过程 ,为调控动物蛋白质代谢提供依据。
1 　材料与方法
111 　试验动物及饲养
从陕西杨凌五泉镇种兔场选购 24 只体重相近
(1500 ±200g)的 2～3 月龄健康公哈白兔作为试验动
物 ,随机分成 4 组 ,每组 6 只 ,编号登记 ,饲养在 4 个笼
舍内。试验期间 ,自由采食与饮水 ,每天除按饲养标准
喂给专用配合饲料外 ,每次采血完后加喂胡萝卜和白
菜。试验场所通风良好 ,放射性废物按照有关规定收
集后贮存到专用污井让其衰变。
112 　试剂及配置
11211 　试剂 　cAMP 为美国 Sigma 公司产品 ,粉状 ,1g
装。cGMP 为美国 Sigma 公司产品 ,粉状 ,25mg 装。3 H2
Lysine 为美国通用公司医疗集团生命科学部门 ( GE
Healthcare Bioscience) 产品 ,放射性比活度 : 015～1CiΠ
mmol ;放射性浓度 :1mCiΠml ;总活度 :1mCi ;贮存条件 :
- 20 ℃;状态 :液态。闪烁液包括闪烁剂、溶剂和乳化
剂 3 种。闪烁剂 :2 ,52二苯基恶唑 (PPO) (A. R) ,1 ,42双2(52苯基222恶唑基)2苯 ( POPOP) (A. R) ,均为中国上海
化学试剂公司产品 (分析纯) ;溶剂 :甲苯 (A. R) ,西安
化学试剂厂产品 ;乳化剂 : TritonX2100 (A. R) ,为美国
Sigma 公司产品。
11212 　配置 　准确量取 25ml 葡萄糖盐水溶液 (葡萄
糖 5 % ,NaCl 019 %) 置于试管 ,准确吸取 1ml 3 H2Lysine
加入到葡萄糖盐水溶液中 ,摇匀 ,配成 40μCiΠml 的3 H2
Lysine 腹腔注射液 ;分别准确称取 16mg 的 cAMP 与
cGMP 和 8mg 的 cAMP 与 cGMP , 分别溶于 25ml 的
019 %的生理盐水中 ,配置成 0164mgΠml cAMP、0164mgΠ
ml cGMP 及 0132mgΠml + 0132mgΠml 的 cAMP + cGMP 混
合注射液 ,即为 CNT腹腔注射液。
113 　主要试验仪器
XH26020 四探头全自动γ免疫计数器与 XH26925
液体闪烁计数器均为西安国营二六二厂产品 ; YB.
DX23D 电动吸引器为上海医疗设备厂产品。
114 　试验处理
试验共分 4 组 ,其中 Ⅰ为对照组 , Ⅱ、Ⅲ和 Ⅳ组为
处理组。Ⅰ组皮下注射 1ml 019 %生理盐水和 1ml 含
40μCiΠml 的3 H2Lysine 腹腔注射液 ; Ⅱ组皮下注射 1ml
0164mgΠml cAMP 和 1ml 含 40μCiΠml 的3 H2Lysine 的腹腔
注射液 ; Ⅲ组皮下注射 1ml 0164mgΠml cGMP 和 1ml 含
40μCiΠml 的3 H2Lysine 的腹腔注射液 ; Ⅳ组皮下注射 1ml
0132mg + 0132mgΠmlcAMP + cGMP 的混合腹腔注射液和
1ml 含 40μCiΠml 的3 H2Lysine 腹腔注射液。
115 　试验步骤及研究方法
11511 　试验步骤 　①试验处理结束后 ,每组取 3 只兔
分别于注射后 1、3、6、10、15、21、28、36、45、55、65、75、
85、95h 耳缘静脉或心脏采血 2ml ,慢慢注射于 EDTA 处
理过的离心管中 ,上下颠倒 1 次 ,离心 ,制备血浆样品 ,
编号 , - 78 ℃保存 ,备用。②在步骤 ①结束后 ,立即处
死各组另外 3 只兔 ,解剖 ,分别固定部位取样 ,其脏器
主要有 :心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脑、胃、肠、肌肉
(左右大腿) 、脂肪 (脏器周围) 、膀胱、生殖器等 ,各组织
随机取样 ,迅速冷冻 ,编号 , - 78 ℃保存 ,备用。
11512 　研究方法 　
1151211 　血液中3 H2Lysine 的测定 　解冻血浆样品 ,各
取 1ml 放入离心管 ,然后向离心管内加入 60 %的高氯
酸 (HClO4 ) 300μl ,30 %的过氧化氢 ( H2O2 ) 600μl ,异丙
醇 1 滴 ,加盖。置于 70 ℃～80 ℃的恒温箱中消化 3～
4h。取消化后的样品 900μl 移入本底值相同的闪烁杯
内 ,加入 10ml 闪烁液 ,振摇至澄清 ,使达均相 ,置避光
暗处适应 8～10h ,以减少因化学发光而引起的计数误
差 ,再用液闪仪进行测定 ,记录数据以备分析。
1151212 　组织中3 H2Lysine 的测定 　解冻组织样品 ,每
个样品取 10mg 放入离心管 ,捣碎 ,然后按血液中3 H2
Lysine 的测定方法进行。
1151213 　示踪动力学模型构建 　根据示踪动力学的
理论和方法 ,采用二室模型来构建3 H2Lysine 示踪动力
学模型 ,并根据构建模型计算的血药浓度理论值与实
际值进行比较 ,用 F 检验 ,以确定拟合的准确程度和
构建模型的可靠程度。
1151214 　试验数据处理 　试验所得数据用 spss1210
处理 ,包括运用非线性回归方法分析 , Marquardt 法室
分析构建数学模型 ,计算动力学参数和检验拟合
度[4 ,5 ] ,并对其他试验结果进行方差分析和多重比较。
2 　结果与分析
211 　3 H2Lysine 血样测定
915　5 期 外源性 CNT对3 H2赖氨酸在哈白兔体内代谢动力学的影响
兔腹腔注射3 H2Lysine 后血液放射性变化结果见
表 1。
表 1 　3 H2Lysine 血样放射性测定结果
Table 1 　Result of radioactivity mensurating of 3 H2Lysine
blood sample ( …X ±SD , n = 3 ,h ,dpmΠml)
注射时间
sampling
time (h)
对照组
control group
cGMP 组
cGMP group
cAMP 组
cAMP group
cGMP + cAMP 组
cGMP + cAMP
group
1 570 ±26 430 ±3433 652 ±61 526 ±50
3 805 ±33 770 ±18 816 ±23 774 ±61
6 851 ±61 890 ±84 930 ±36 876 ±48
10 774 ±19 710 ±42 1273 ±2633 825 ±31
15 674 ±42 615 ±35 817 ±34 3 793 ±24
21 606 ±28 561 ±48 893 ±28 3 692 ±35
28 580 ±37 548 ±35 690 ±30 3 652 ±32 3
36 540 ±50 480 ±43 690 ±34 3 724 ±4033
45 520 ±29 545 ±31 773 ±46 3 674 ±34 3
55 498 ±60 532 ±51 703 ±39 3 606 ±61
65 480 ±71 498 ±21 767 ±5333 647 ±58 3
75 460 ±42 545 ±33 3 697 ±5133 552 ±35 3
85 430 ±23 500 ±64 729 ±5233 595 ±4133
95 403 ±14 487 ±22 614 ±4033 606 ±3133
注 :同一行中 , 3 表示处理组与对照组比较差异显著 ( p < 0105) ,33表示
差异极显著 ( p < 0101) 。下表同。
Note : Among any line of this table , obvious difference with control group 3 ( P
< 0105) ,33 ( P < 0101) The same as table.
　　由表 1 可知 ,与对照组比 ,cGMP 组除注射后 1h 和
75h 之外 ,3 H2Lysine 的含量差异均不显著 ( p > 0105) ,
说明 cGMP 组对赖氨酸在哈白兔体内的代谢影响不
大 ;cAMP 组注射 10～95h 差异均达到显著 ( p < 0105)
或极显著 ( p < 0101) ,且整组的放射性强度均大于对照
组 ,说明 cAMP 组在 10～95h 时间段对赖氨酸在体内
的代谢影响较大 ,3 H2Lysine 含量均高于对照组 ; cGMP
+ cAMP 组注射后 28～95h ,差异均显著 ( p < 0105) 或
极显著 ( p < 0101) ,而且从 28h 后的放射性强度均大于
对照组 ,可见 cGMP + cAMP 混合组对赖氨酸在体内的
代谢影响明显。
212 　3 H2Lysine 血液动力学模型
用 Marquardt 法[4 ,5 ] 对对照组进行房室分析 ,并对
药物代谢的二室模型 Y^ (t) = Ae2αt + Be -βt - ( A + B ) e - kt
进行多次修正得到该模型 Y^ (t) = Ae -αt + Be -βt - Ae -γt
- Be - δt + C ,经过计算机分析迭代 ,F 检验表明 ,拟合
结果符合该改良的二室模型 ,对照组最佳方程为 :
Y^ ( t) = 98316281e - 01021935 t + 177319999e - 01083932 t -
98316281e - 01432590 t - 077319999e - 01050399 t + 30012820
　　式中 , Y^ (t) 为预测值 (dpmΠml) , t 为时间 (h) 。决定
系数 R2 = 019989 ,根据此方程得到的预测值和实测值
相近 ( P < 0101) ,见图 1 ,经方差分析 ,二者无统计学差
异。而且在整个试验期内3 H2Lysine 曲线拟合效果都
比较理想 ,说明此模型是描述3 H2Lysine 代谢情况的最
佳方程。
图 1 　对照组3 H2Lysine 动力学曲线图 ( R2 = 019989)
Fig. 1 　Dynamical graph of 3 H2Lysine in control group
另外 ,经过计算机分析迭代 ,其他 3 个处理组动力
学的曲线分别见图 2、图 3 和图 4。
图 2 　cGMP组3 H2Lysine 动力学曲线图 ( R2 = 019671)
Fig. 2 　Dynamical graph of 3 H2Lysine in cGMP group
图 3 　cAMP组3 H2Lysine 动力学曲线图 ( R2 = 016082)
Fig. 3 　Dynamical graph of 3 H2Lysine in cAMP group
　　cGMP 组方程为 :
Y^ ( t) = 50919217e - 01001168 t + 4032312833e - 01246628 t -
50919217e - 01126276 t - 4032312833e - 01256904 t +
4316503
决定系数 R2 = 017173。
cAMP 组方程为 :
025 核　农　学　报 21 卷
图 4 　cGMP + cAMP组3 H2Lysine 动力学曲线图
( R2 = 019095)
Fig. 4 　Dynamical graph of 3 H2Lysine
in cGMP + cAMP group
Y^ ( t) = 4076712391e - 01015604 t + 10048315834e - 01133019 t -
40767123913e - 01015952 t - 10048315834e - 01135052 t +
37713097
决定系数 R2 = 013064。
cGMP + cAMP 组方程为 :
Y^ ( t) = 50011319e - 01002399 t + 99919842e - 01111802 t -
50011319e - 01111491 t - 99919842e - 01457206 t +
19117329
决定系数 R2 = 019095。
213 　3 H2Lysine 组织样测定
哈白兔腹腔注射3 H2Lysine 95h 后 ,根据 12 个器官
和组织中3 H2Lysine 的分布情况[6 ] ,计算放射性变化结
果 (表 2) 。
表 2 　3 H2Lysine 组织样中的测定结果
Table 2 　Result of 3 H2measurting in tissue
sample ( …X ±SD , n = 3 ,h ,dpmΠ10mg)
组织器官
tissue &
apparatus
对照组
control group
cGMP 组
cGMP group
cAMP 组
cAMP group
cGMP +cAMP组
cGMP + cAMP
group
心脏 heart 760 ±43 331 ±1233 778 ±50 270 ±1633
肝脏 liver 732 ±32 537 ±21 3 984 ±49 3 523 ±42 3
脾脏 spleen 690 ±51 1022 ±7233 278 ±1933 571 ±38
肺脏 lung 510 ±26 552 ±41 477 ±31 539 ±31
肾脏 kidney 844 ±34 407 ±3733 600 ±40 3 555 ±2433
脑 brain 514 ±43 573 ±26 439 ±20 428 ±29
胃 stomach 318 ±25 659 ±2733 287 ±31 274 ±25
肠 intestine 468 ±34 287 ±1033 435 ±29 341 ±26
肌肉 muscle 656 ±39 704 ±36 993 ±4033 1086 ±5233
脂肪 fat 378 ±26 305 ±25 273 ±24 441 ±31
膀胱 bladder 357 ±30 478 ±22 3 908 ±7133 363 ±16
生殖器genitalia 435 ±41 281 ±2633 557 ±2933 370 ±2533
　　由表 2 可知 ,外源性的赖氨酸在转运过程中除一
部分随代谢排出体外 ,多数参与蛋白质合成而沉积于
肾脏、心、肝脏、肌肉、脾、脑等组织或器官中。对照组
中3 H2Lysine 在各个组织或器官的分布趋势为 :肾脏 >
心脏 > 肝脏 > 脾脏 > 肌肉 > 脑 > 肺脏 > 肠 > 生殖器
> 脂肪 > 膀胱 > 胃。同时 ,心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肌
肉、脑、膀胱、肠器官中 ,皮下注射环核苷酸后均有显著
( p < 0105) 或者极显著 ( p < 0101) 的变化 ,致使 cGMP
组中3 H2Lysine 在各个组织或器官的分布趋势为 :脾脏
> 肌肉 > 胃 > 脑 > 肺脏 > 肝脏 > 膀胱 > 肾 > 心脏 >
脂肪 > 肠 > 生殖器 ;cAMP 组中分布趋势为 :肌肉 > 肝
脏 > 膀胱 > 心脏 > 肾 > 生殖器 > 肺脏 > 脑 > 肠 > 胃
> 脾脏 > 脂肪 ;cGMP + cAMP 组中分布趋势为 :肌肉 >
脾脏 > 肾 > 肺脏 > 肝脏 > 脂肪 > 脑 > 生殖器 > 膀胱
> 肠 > 胃 > 心脏。
3 　讨论
311 　环核苷酸对3 H2Lysine 血样及组织样测定结果分
析
动物体内蛋白质代谢包括蛋白质的合成和分解 ,
蛋白质在体内的沉积是二者共同作用的结果。本试验
通过 3 H2Lysine 标记示踪以推断蛋白质的代谢过程。
结果表明在 CNT作用下兔的血液中外源性的3 H2Lysine
呈现一定的变化。单独注射 cGMP 对血液中3 H2Lysine
的含量变化没有明显影响 ( p > 0105) ,只在 36h 内有轻
微的降低趋势 ;单独注射 cAMP 对3 H2Lysine 会产生显
著影响 ( p < 0105) ,可使血液中的含量明显增加 ;cAMP
与 cGMP 以 1 :1 的比例注射时 ,可使血液中3 H2Lysine
含量有所增加 ( p < 0105) 。在肌肉、膀胱、生殖器、脂肪
等组织或器官中 ,注射 CNT后3 H2Lysine 含量出现了明
显变化 ( p < 0105) 。结果表明 :通过皮下注射 CNT ,能
够引起机体内许多激素含量发生变化 ,提高动物体内
H2Lysin 在蛋白质中的沉积量 ,改善动物胴体品质。
cAMP加强蛋白质沉积的途径如下 :一方面 ,由于外源
cAMP 进入细胞内 ,提高体内 cAMP 的浓度 ,从而激活
蛋白激酶 ,使代谢酶的活性加强 ,底物蛋白磷酸化 ,磷
酸化的结果是组蛋白加速复制转录 ,促进酸性蛋白转
录 ,从而促进核酸和 mRNA 合成 ,最终促进蛋白质的合
成 ;另一方面 ,cAMP 促进脂肪分解 ,改变了体内的能量
分配 ,增加了脂肪和糖的利用 ,减少蛋白质的分解氧
化 ,提高净蛋白质沉积量。cGMP 与 cAMP 的作用恰恰
相反 ,其作用力度较小 ,对赖氨酸代谢影响较弱 ,但是
与 cAMP 混合使用效果明显。
Sato 等[4 ] 认为 ,cAMP 诱导了生长激素的释放 ,从
而使机体蛋白质合成加强。提高鼠细胞内 cAMP 水
125　5 期 外源性 CNT对3 H2赖氨酸在哈白兔体内代谢动力学的影响
平 ,能显著降低鼠骨骼肌中蛋白质水解酶的活性从而
增加蛋白质的净沉积 ,提高瘦肉率。cAMP 是通过影响
鼠心肌细胞的生长激素和糖皮质激素活性来调节心肌
的蛋白质沉积。用 cAMP 的类似物 82Br2cAMP 处理心
肌细胞 ,提高了蛋白质与 DNA 的比率 ,但 mRNA 的含
量变化不大 ;在另外的实验中 ,用 82Br2cAMP 处理心肌
细胞 ,糖皮质激素受体含量显著增加 ,而蛋白质水平和
mRNA 水平没有变化。他们推测是糖皮质激素通过受
体对心肌蛋白质沉积起作用 ,而其受体受 cAMP 水平
调控。也有大量研究资料表明[10～12 ] ,儿茶酚胺、胰高
血糖素、促肾上腺皮质激素、生长激素、血管紧张素、组
织胺、黄体生成素、抗利尿素和甲状旁腺激素等 ,能使
cAMP 含量增加 ,促进蛋白质合成。本试验与这些研究
结果相一致。
312 　3 H2Glycero 血液的动力学模型的构建
本试验模型对一般的二室模型 (中央室和周围室)
Y^ (t) = Ae
-
αt
+ Be -βt - (A + B) e - kt进行了改良。本研究
给药方式为腹部皮下注射 ,试验动物中央室和周围室
对本药物都有吸收 ,而且吸收的速率明显不同 ,故把吸
收相 (A + B) e - kt分解 ;根据赖氨酸的实际代谢 ,赖氨酸
在体内分解有部位限制 ,而且分解较慢 ,以至于有一定
量的赖氨酸分布在血液中 ,造成了每个时间段都有固
定的量存在 ,因此给该方程加了一个固定的常数 (C) 。
经改良后的动力学模型为 Y^ (t) = Ae -αt + Be -βt - Ae -γt
- Be -δt + C ,结果表明该模型分析本试验效果明显。
应用该模型拟合的最佳动力学方程为 : Y^ (t) =
98316281e - 01021935t + 177319999e - 01083932t -
98316281e - 01432590t - 077319999e - 01050399t + 30012820 ,通过
该方程可以发现3 H2Lysine 通过皮下注射后 ,同时进入
试验动物的中央室和周围室 ,中央室占了 99162 % ,随
着在中央室内的消除和与周围室进行可逆性运转 ,达
到平衡状态。进而从血液中迅速向各组织转运 ,直到
30h左右时 ,又处于平衡状态 ,以后通过组织慢慢消
除。由于3 H2Lysine 积累在各个组织蛋白质和血液中 ,
在一般的饲养环境下很难被机体分解 ,形成了 3 H2
Lysine 在一定浓度下的持续存在。
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