精氨酸调控仔猪肠道黏膜发育和损伤修复的代谢组学研究

断奶应激导致的仔猪肠道黏膜萎缩、腹泻等肠道疾病，一直是困扰养猪生产的一个难题。通过营养调控促进仔猪肠道黏膜发育不仅是缓解仔猪断奶应激的有效手段，也是保障仔猪断奶后健康生长的重要途径。但是营养素调控仔猪肠道黏膜发育和损伤修复的机制尚不清楚。申请者的前期研究表明，精氨酸对机体和肠道菌群代谢具有重要作用，提示精氨酸对机体和肠道菌群代谢的影响也可能是其促进肠道黏膜发育的途径之一。本项目在上述研究的基础上，拟采用基于核磁共振的代谢组学技术，系统研究哺乳和断奶仔猪肠道黏膜、肠道菌群和体液等代谢组对精氨酸作用的动态应答，探讨精氨酸对仔猪肠道黏膜发育和损伤修复的调控作用，阐明精氨酸调控仔猪肠道黏膜发育和损伤修复的分子机制，为氨基酸调控机体整体和组织代谢的功能研究提供新的研究思路。

断奶应激导致的仔猪肠道黏膜萎缩、腹泻等肠道疾病，一直是困扰养猪生产的一个难题。通过营养调控促进哺乳仔猪肠道黏膜发育不仅是缓解仔猪断奶应激的有效手段，也是保障仔猪断奶后健康生长的重要途径。但是营养素调控仔猪肠道黏膜发育和损伤修复的机制尚不清楚。本项目采用基于核磁共振的代谢组学技术，研究了哺乳仔猪和断奶仔猪肠道黏膜、肠道菌群和体液等代谢组对精氨酸作用的动态应答，以及精氨酸对仔猪肠道黏膜发育和损伤修复的调控作用。. 哺乳仔猪实验表明，仔猪在哺乳期0日龄至21日龄的血浆脂质、胆固醇、葡萄糖、乳酸、丙酮酸、柠檬酸、丙氨酸、苏氨酸、酪氨酸、1-甲基组氨酸、尿素和三甲胺浓度以及尿液中胆碱、1-甲基组氨酸、肌酐、琥珀酸、柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸、3-羟基丁酸、二甲胺、三甲胺、乙酰乙酸、乙酸、尿囊素、马尿酸和苯乙酰甘氨酸浓度在哺乳期出现了升高（P<0.05），而血浆中糖蛋白、肌肉肌醇、精氨酸、赖氨酸、谷氨酸、肌酐和氧化三甲胺以及尿液中糖蛋白、甜菜碱、肌肉肌醇、亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺和苏氨酸在哺乳期出现了降低（P<0.05）。结果表明，随着发育，能量代谢和利用以及脂质的生成增强，蛋白质和脂肪的沉积增加，还有胃肠道菌群代谢增强。. 断奶仔猪实验表明，28日龄早期断奶仔猪的体重和日增重均低于28日龄哺乳仔猪(P<0.05)，而添加精氨酸28日龄断奶仔猪的体重和日增重显著高于添加丙氨酸（等氮对照组）28日龄哺乳仔猪(P<0.05)。代谢组学分析表明，28日龄哺乳仔猪血清丙酮酸、琥珀酸、柠檬酸、延胡索酸、乙酸、缬氨酸、精氨酸、肌酐和苏氨酸显著高于21日龄哺乳仔猪(P<0.05)，而脂蛋白、甲酸和脯氨酸则显著降低(P<0.05)。早期断奶应激导致仔猪血清中脂蛋白、三甲胺、氧化三甲胺、胆碱、脯氨酸和缬氨酸浓度显著低于哺乳仔猪(P<0.05)，而血清中乳酸、琥珀酸、延胡索酸、肌酸、肌酐、丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸、尿素和糖蛋白的浓度则显著高于哺乳仔猪(P<0.05)。精氨酸添加导致断奶仔猪血清中脂蛋白、胆碱、脯氨酸和精氨酸浓度显著升高以及乳酸、丙氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、琥珀酸和氧化三甲胺浓度显著降低(P<0.05)。结果表明，发育和断奶应激均导致仔猪机体的代谢变化，而精氨酸对断奶仔猪的营养和机体代谢具有重要的调控作用，能有效地缓解断奶应激所造成的代谢异常。