谷氨酰胺诱导奶牛产后初期肝细胞自噬机制的研究

Cell autophagy is unique to eukaryotes material catabolism, evolutionary relatively conservative, Which can eliminate cell injury proteins and organelles, maintain cell health and stable internal environment, Autophagy play an important role to protect important life activities in the cell metabolism need under nutritional stress. The early postpartum cows face lactation, the birth canal restoring, postpartum inflammation and energy negative balance stress, Stress increase sharply burden of aggravating liver, fatty liver, ketosis metabolic disease. Regulation the role of the liver cell autophagy can maintain a healthy liver function. Applicant's previous studies found that glutamine can induce liver cell autophagy for the cow after calving, Nutrient regulation liver cell autophagy is the possible, which provides a new way for health liver function of cow . The purpose of the research is to investigate the ways and mechanism of glutamine inducing cow liver cell autophagy, in order to find the nutrition regulation liver cell autophagy target substance.

细胞自噬是真核生物特有的物质分解代谢方式，进化上相对保守，在清除细胞内损伤蛋白、细胞器，维持细胞健康与内环境稳定，及营养胁迫下保障细胞内重要生命活动代谢需要上具有重要作用。奶牛产后初期面临泌乳发动、产道恢复、产后炎症、产后能量负平衡等多种应激，急剧加重肝脏负担，极易发生脂肪肝、酮病等肝功能异常性代谢病。调控和发挥肝细胞自噬机制的作用，无疑对维护奶牛产后初期肝功能正常具有重要意义。申请人前期研究发现，谷氨酰胺（Gln）能够增强奶牛产后初期肝细胞的自噬，亦即存在通过营养素调控肝细胞自噬的可能，为发展新产奶牛肝功能保健技术提供了新途径。本课题的目的是研究Gln调控奶牛肝细胞自噬的途径与机制，以期发现和提出营养调控肝细胞自噬的细胞内靶标物质。

新产牛的肝功能异常性代谢病易发，细胞自噬对维持机体细胞功能正常具有重要作用，调控和发挥肝细胞自噬机制的作用，无疑对维护新产牛健康肝功能有重要意义。之前的研究表明，谷氨酰胺诱导了产后初期奶牛肝细胞发生自噬，这种诱导的分子通路需要进行探讨。本研究采用体外与体内相结合的方法研究了谷氨酰胺对不同时期奶牛体内组织器官自噬以及体外肝脏细胞系自噬的影响。 . 对产后奶牛静脉灌注谷氨酰胺发现mTOR磷酸化程度以及P62表达量均下降，奶牛肝细胞自噬程度增加，断奶犊牛进行静脉谷氨酰胺灌注试验有同样的发现，其肝脏、肾脏、肠道的自噬相关蛋白表达水平受到影响，且受影响的蛋白因子在4种谷氨酰胺灌注的剂量间存在差异，为Gln浓度影响细胞自噬提供了生物学基础。随后对围产期奶牛饲喂了N-氨基甲酰谷氨酸，提高奶牛脂肪校正乳产量和乳蛋白含量，添加谷氨酸对奶牛生产性能具有正向的促进意义。通过小鼠肝脏细胞系（NCTC1469）进行体内试验表明，用不同浓度Gln处理12小时，Gln浓度增加会抑制自噬；经不同时间饥饿处理，因为GCN2途径调控细胞摄取外源氨基酸使mTOR再激活，总体来说自噬程度随饥饿时间延长而减弱。. 综上所述，本研究证实mTOR途径以及GCN2途径是谷氨酰胺浓度以及饥饿时间处理影响肝脏细胞自噬的重要生物学途径，且谷氨酰胺浓度及处理时间不同会造成自噬水平的差异，谷氨酰胺对奶牛多器官组织的自噬水平有影响，谷氨酸对奶牛产奶性能有促进作用。