目前共负责国家级、省部级项目及横向项目20项，发表研究论文50余篇，其中SCI期刊收录论文20篇，参编专著/教材十余本。

    近期，伊利联合四川大学华西公共卫生学院张立实教授团队在影响因子5.9的国际学术期刊Nutrients上发表了一项以“促进生长期骨骼健康的功效因子”为主题的研究成果。该项研究根据中国儿童膳食钙摄入状况创新建立了“生长期钙缺乏大鼠”动物模型，证实维生素D+MK7（一种高活性的维生素K₂）营养素组合对生长期钙缺乏大鼠的骨密度和皮质骨微观结构的改善作用。并深入探讨了MK7对生长期钙缺乏大鼠骨健康的影响及其作用机制。此项成果也为“KD钙”组合在儿童/青少年骨骼健康功能食品中的应用提供了科学依据。

    20岁之前的生长期是“投资”骨骼健康、骨量增加的最佳时期。保证这一时期内有充足的钙摄入，是增加儿童青少年骨密度峰值、预防骨质疏松的核心条件。但在全球范围内，生长期钙摄入不足的情形广泛存在。一项全国性调查显示，在我国，4-17岁儿童的钙摄入量低于平均需要量的比例高达96%，11-13岁儿童的钙摄入量中位数为317 mg/d，仅占该人群EAR数值的31.7%。

    近年来，已有多项研究证实维生素K₂可用于中老年骨质疏松症，包括骨质疏松性骨折的防治，我国、欧盟、美国等国家或地区均已批准将维生素K₂作为营养强化剂添加到食品中。但关于维生素K₂及其与VD联合对生长期儿童骨量积累影响方面的研究还非常少。同时钙、维生素D、维生素K₂三者的配比关系也具有重要意义。既往的研究中，单一使用维生素K₂，或维生素K₂与维生素D联合使用，对骨质疏松个体骨质量作用的研究结果尚不一致。针对上述问题，本研究旨在评估维生素K₂对生长期钙缺乏大鼠骨健康的影响及其作用机制。

    甲基萘醌-7（menaquinone-7，MK）是目前关注度较高的一种维生素K₂。该研究选用刚断乳SD雄性大鼠72只，适应两周后随机分为低钙组（饲料钙0.15%），正常组（饲料钙0.5%），对照组（饲料钙0.375%+维生素D₃），低MK组（LMK组）、中MK组（MMK组）和高MK组（HMK组）6个组，分别饲喂含不同钙和维生素D₃含量的饲料。MK三组在对照组饲料的基础上，分别灌胃0.1、1.0和10.0 mg/kg.bw的MK共计13周。实验第83天进行3天钙代谢实验。

    大鼠在实验93天处死，取股骨测定干重、骨钙和骨密度；并检测多种骨代谢标志物的水平；采用micro-CT检测骨皮质和骨松质微观结构参数。取盲肠内容物和粪便，采用16s rRNA基因测序分析肠道菌群；取盲肠内容物和肱骨采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱技术（UHPLC-Q/TOF-MS）进行非靶代谢组学检测。之后，进行肠道菌群差异菌-骨代谢物-骨质量的关联网络分析。具体路线图见图2。

图2. 研究设计示意图

    3.1 高剂量维生素K₂组，大鼠骨钙含量和骨密度均显著较高

    高MK组的股骨重量、和骨钙含量显著高于对照组（P<0.05），且与正常组无统计学差异。正常组、对照组、MK三组的骨钙含量均显著高于低钙组（P均<0.05）。结果提示，MK干预可改善生长期大鼠骨钙含量。

    MK三组的骨密度显著高于低钙组（P<0.05），但与对照组和正常组相比无差异。值得关注的是，对照组的骨密度显著低于正常组，但MK三组的骨密度与对照组无显著差异。结果提示，当MK与VD联用时可在钙不足（75%推荐值）的情况下，弥补钙不足对骨密度的不良影响。各组骨密度的比较图见图3。

图3. 各组间股骨密度比较

    3.2 高剂量维生素K₂可弥补钙不足对骨微观结构的不良影响

    在MK干预组中，大鼠股骨骨小梁体积、数量和骨体积分数水平呈剂量依赖性上升。其中，高MK组的骨小梁体积、数量和骨体积分数显著高于低钙组（P均<0.05），但与正常组和对照组统计学无差异（P均>0.05）。

    同时，股骨皮质骨的各微观结构参数也呈剂量依赖性上升。其中，高MK组的皮质厚度（Ct.Th）和皮质骨面积（Ct.Ar）显著高于对照组（P<0.05），与正常组无统计学差异；而对照组的皮质厚度（Ct.Th）和皮质骨面积（Ct.Ar）显著低于正常组（P均<0.05）。结果提示，高剂量的MK与VD联用时，可弥补钙不足对皮质骨微观结构的不良影响。各组大鼠典型Micro-CT的比较图见图4。

图4. 各组micro-CT的检测骨皮质和骨松质微观结构比较

    3.3 中高剂量维生素K₂可显著改善骨代谢指标

    – 碱性磷酸酶

    碱性磷酸酶是反应骨形成的指标，中MK组和高MK组的碱性磷酸酶浓度显著低于对照组（P<0.05），表明MK可能通过促进成骨细胞成熟来减少缺钙引起的成骨细胞分化刺激。

   – 1型胶原交联羧基端肽（CTX）

    1型胶原交联羧基端肽是反应骨吸收情况的指标，中MK组和高MK组的CTX显著低于低钙组和对照组，其中高MK组的CTX显著低于正常组（P<0.05），提示MK组可有效降低骨吸收作用。

    – 骨钙素

    骨钙素由成骨细胞合成并分泌，破骨细胞的骨吸收作用使其释放入血液，是反映的是骨转换的水平的指标，其水平与骨更新速度成正比，羧化骨钙素可参与骨骼发育。

    研究中，低、中、高MK剂量组的未羧化骨钙素水平和未羧化骨钙素/羧化骨钙素比值均显著低于低钙组、对照组和正常组（P均<0.05），说明MK显著的降低了大鼠体内的未羧化骨钙素水平。这与较多研究结果一致，结果说明MK可通过羧化谷氨酸残基，并进一步改善骨形成，使得钙在骨骼上更有效的实现沉积和矿化。各组比较图见图5。

图5. 各组羧化/未羧化的骨钙素比较

    3.4 高剂量维生素K₂可改善粪便肠道菌群构成

   钙缺乏显著改变了粪便菌群的群落丰富度和构成。与对照组相比，高MK组的α多样性指数与对照组无统计学差异，提示高剂量的MK干预13周后显著改善了粪便的菌群构成。

    在属水平上，MK干预后增加了粪便中的杜氏杆菌属（Dubosiella）、norank_f_Muribaculaceae和norank_f_Erysipelotrichaceae的丰度，降低了GCA-900066575的相对丰度。肠道菌群的多样性及物种差异见图6。

图6. 各组粪便肠道菌群多样性和物种差异

    3.5 高剂量维生素K₂或可调节盲肠与肱骨的非靶代谢物

    钙缺乏显著改变了盲肠和肱骨中的代谢谱，而高MK干预则改善了此种变化。采用spearman对MK干预后的特征菌群、差异代谢物与骨质量指标进行关联分析，结果发现细小杆菌和GCA-900066575相对丰度与盲肠和肱骨中显著增加的脱氢表雄酮、股骨骨钙含量呈反比。GCA-900066575与促性腺激素释放激素呈正相关，提示表明脱氢表雄酮的增加和肠道微生物组的改变可能是维生素K₂对男性效果较差的原因。非靶代谢组学的结果见图7。

图7. 来自正常组、低钙组、对照组和高MK组的肱骨和盲肠内容物样本的主成分分析图

    生长期大鼠的钙缺乏，使其股骨重、骨钙和骨密度显著降低，骨微观结构明显受损，也显著改变了粪便菌群的群落丰富度和构成及盲肠和肱骨的代谢轮廓。10 mg/kg.bw的MK可显著提高生长期钙缺乏大鼠的骨钙含量并改善皮质骨微观结构，降低未羧化骨钙素含量及比例。

    伊利专注儿童营养研究多年，坚持以专业科研成果赋能产品研发，此次关于“KD钙”组合的功效研究也被应用于QQ星榛高儿童奶粉中，实现“引钙入骨”，全面助力儿童骨骼健康。