绵羊肠道褪黑素合成及其营养调控的研究

Melatonin has extensive biological effects in the animal. Appropriate increase of melatonin level in animal has an important practical value. For livestock production, regulating the synthesis of melatonin in animals through the diet nutrient is one of important practical methods. Early research showed that serum melatonin levels at daytime and nighttime in sheep was significantly elevated when 5-hydroxy-tryptophan(5-HTP) was injected intraperitoneally, but nor did intraperitoneal injections of tryptophan. In ruminants such as sheep, can melatonin precursors (tryptophan, 5-HTP) absorbed by intestinal tissue and then improve the melatonin level in the blood ? How tryptophan, 5-HTP to regulate melatonin synthesis in sheep intestinal tissue? Sheep were used as the animal model in this project. The effects of the precursors of melatonin (tryptophan and 5-HTP) will be studied on blood melatonin levels, and on enzyme activity, gene expression of melatonin synthesis of key enzymes administrated with diet feeding. The study of this project will rich melatonin biological theory and related research in ruminants, and provide scientific theoretical basis for regulation of melatonin level in the ruminants by supplementation with the precursors (such as tryptophan, 5-HTP) .

动物机体内的褪黑素具有广泛的生物学作用。适当提高动物机体褪黑素的含量具有重要的实践价值。通过日粮营养调控的手段来调节动物体内褪黑素的合成是一种具有重要实践价值的方法之一。研究表明，给绵羊腹腔注射褪黑素的前体物质5-羟基色氨酸可提高绵羊白天、夜间血液中的褪黑素含量，而腹腔注射色氨酸则无作用。在绵羊等反刍动物，色氨酸、5-羟基色氨酸等褪黑素前体物质经胃肠方式处理后能否提高动物肠道组织、血液中褪黑素的含量？对绵羊肠道组织中褪黑素合成的调节机制（如对褪黑素合成关键酶活力、表达）是什么？本项目以绵羊为试验动物模型，探究色氨酸、5-羟基色氨酸等褪黑素前体物质以胃肠方式处理后能否提高动物机体肠道组织、血液中褪黑素的含量，及对绵羊肠道组织中褪黑素合成关键限速酶活力、表达量的影响，丰富反刍动物的褪黑素相关生物学理论和研究，为通过日粮调控反刍动物机体褪黑素合成量的技术方法提供科学理论基础。

动物肠道组织中含有大量的褪黑素，但胃肠道组织是否能利用前体物质合成褪黑素仍然未被充分证实。本项目主要研究内容包括：（1）补喂瘤胃保护性色氨酸、补喂瘤胃保护性色氨酸基础上添加亚叶酸钙色对绵羊血浆褪黑素浓度的影响，及十二指肠灌注色氨酸对绵羊门静脉血浆褪黑素浓度的影响；（2）补喂5-羟基色氨酸、瘤胃保护性5-羟基色氨酸对绵羊血浆中5-羟基色氨酸、褪黑素含量的影响；（3）补喂不同水平瘤胃保护性5-羟基色氨酸对绵羊血浆中5-羟基色氨酸、褪黑素含量及松果体、胃肠道褪黑素合成的影响；（4）十二指肠灌注5-羟基色氨酸对绵羊胃肠道褪黑素合成和循环血液褪黑素水平、肠道转录组、组织褪黑素含量及抗氧化能力的影响。研究结果表明：（1）在绵羊营养生理范围内，通过补喂或十二指肠灌注色氨酸均不能显著调控绵羊机体、肠道褪黑素的合成量；（2）补喂5-羟基色氨酸（50 mg/kg BW）、瘤胃保护性5-羟基色氨酸（111 mg/kg BW）均可改变绵羊白天和夜间机体褪黑素分泌模式及含量；（3）补喂不同水平瘤胃保护性5-羟基色氨酸可提高绵羊白天、夜间褪黑素含量，同时增加绵羊松果体、胃肠道中褪黑素的合成量，并进而增加了绵羊血液中褪黑素含量；（4）6 h内进入十二指肠5-HTP的流量为10-50 mg可以提高绵羊胃肠道MT的产生和机体血液循环系统褪黑素的含量；（5）十二指肠灌注5-羟基色氨酸调控绵羊肠道褪黑素合成的分子机制可能是由5-HTP通过上调肠黏膜中5-HT受体、褪黑素受体结合蛋白的基因表达，下调肠道黏膜MAOA和转运载体SERT基因表达，来调控昼夜节律和5-HT下游产物褪黑素的合成；（6）5-羟基色氨酸提高绵羊肠道褪黑素合成后能进一步提高机体和组织中抗氧化性能，对提高动物产品品质具有重要的应用价值。本项目研究结果丰富了反刍动物肠道褪黑素代谢合成理论，也为畜牧生产中通过饲喂5-羟基色氨酸调控绵羊机体褪黑素水平、提高机体和组织抗氧化能力提供了理论基础。