精氨酸营养调控妊娠早期胎猪成活和生长发育的机制研究

妊娠期胚胎死亡率高严重限制着母猪繁殖效率的提高。由于对营养素调节胚胎/胎儿生长发育的机制了解不够全面，宫内发育迟缓（IUGR）仍是现代畜牧业面临的一个主要问题。本项目拟通过在妊娠母猪日粮中添加精氨酸，观察妊娠后45天胎猪头数、重量、成活率、器官发育及母体子宫和胎盘发育规律，探讨其对妊娠早期胎猪成活和生长发育的调控作用，并从精氨酸-NO、精氨酸-多胺途径和精氨酸代谢酶活性、胚胎必需氨基酸氧化、细胞凋亡相关蛋白酶、氨基酸转运载体及mTOR通路蛋白含量和基因表达水平等方面阐明精氨酸营养调控妊娠早期胎猪成活和生长发育的分子机制，为开发妊娠早期母猪功能性日粮配方提供理论和试验依据，同时丰富繁殖母猪精氨酸营养理论。本项目的实施不仅对提高妊娠早期胎猪/胚胎成活和生长发育具有重要理论和实践意义，而且对指导其它哺乳动物妊娠早期胚胎/胎儿营养供给、预防IUGR的发生具有重要参考价值。

妊娠期胚胎/胎儿死亡率高严重限制着母猪繁殖性能的提高。由于对营养素调节胚胎/胎儿生长发育的机制了解不够全面，宫内发育迟缓（IUGR）仍是现代畜牧业面临的一个主要问题。本项目通过在妊娠母猪日粮中添加精氨酸和N-氨甲酰谷氨酸（NCG，可刺激内源性精氨酸的合成），观察胎猪和新生仔猪头数、重量、成活率、器官发育及母体子宫和胎盘发育的规律，探讨其对胎猪和仔猪成活、生长发育的调控机制；同时利用体外培养的猪胚胎滋养外胚层细胞系Tr2为细胞模型，研究精氨酸及其代谢物腐胺在胎盘细胞生长与增殖、蛋白质周转和mTOR通路蛋白调节等方面的功能，阐明精氨酸营养调控胎盘生长发育的分子机制。本项目研究发现，妊娠早期环江香猪不同体重胎猪对应胎盘的生长发育规律与营养代谢特征显著不同，大体重胎猪对应的空肠氨基酸转运载体、脐静脉内皮生长因子α（VEGFA）和miR-222的表达显著高于平均体重胎猪和IUGR胎猪；在妊娠早期日粮中添加精氨酸，可显著增加血浆中精氨酸、一氧化氮（NO）和VEGFA的浓度，通过促进胎盘NO生成促进胎猪/仔猪的生长发育，其机制涉及miR-15b和miR-222的激活对VEGFA和内皮型NO合成酶产生的上调作用；日粮添加NCG可显著增加仔猪的平均日增重、血浆中胎盘生长因子1（PlGF1）的蛋白浓度，以及尿囊绒毛膜组织中VEGFA的表达和脐静脉中miR-15b的表达。体外细胞培养研究发现，精氨酸通过促进NO的生成可显著增加Tr2细胞的增殖与生长，通过调节mTOR信号通路而增加蛋白质合成并降低其降解，从而促进胎盘发育；精氨酸的代谢产物腐胺，也可显著增加Tr2细胞的增殖与生长，通过调节mTOR信号通路而增加蛋白质合成并降低其降解，从而促进胎盘发育。本项目已发表正式期刊论文24篇（其中SCI收录13篇）、会议论文11篇（其中国际会议论文5篇），参编著作4部（其中副主编1部）；获国家科技进步二等奖1项（排名第八），通过省成果鉴定1项（排名第五）；项目组成员中有1人晋升研究员、1人晋升副研究员，培养硕士研究生5名（其中已经毕业4名）；参加国内外学术交流会11次，作会议报告5次。本项目的实施不仅对提高妊娠早期胎猪和新生仔猪成活和生长发育具有重要理论和实践意义，而且对指导其它哺乳动物妊娠早期胎儿和新生动物的营养供给、预防IUGR的发生均具有重要参考价值，同时还可丰富繁殖母猪的氨基酸营养理论。