HSPs和mTOR在IUGR猪胃肠道中的表达及其信号通路研究

胎儿子宫内发育迟缓（IUGR）现象在多胎动物和人群中普遍存在，IUGR导致新生动物胃肠道损伤，严重影响动物出生后的生长发育,其作用机理尚未清楚。本项目采用动物体内外实验相结合的方法，研究热应激蛋白家族（HSPs）和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）及其信号通路相关因子在不同日龄IUGR猪胃肠道中的表达，HSPs和mTOR在肠上皮细胞信号传导通路中的互作机制，从而揭示HSPs和mTOR调控IUGR猪胃肠道发育的分子生物学机制。研究成果可阐述IUGR导致仔猪的消化道损伤的机理，并对胃肠道黏膜损伤和修复的进一步研究有重要学术价值。

胎儿子宫内发育迟缓（IUGR）现象在多胎动物和人群中普遍存在，IUGR导致新生动物肠道损伤，严重影响动物出生后的生长发育，其作用机理尚未清楚。本项目研究IUGR对仔猪出生后肠道生长发育及Hsp70、mTOR、FoxO3a、Akt表达的影响，并采用体外细胞培养和基因转染技术研究Hsp70调控FoxO3a和NF-κB信号通路的分子生物学机理。最后，通过在日粮中添加谷氨酰胺，研究其对IUGR仔猪断奶后肠道生长发育及Hsp70表达的影响。结果表明，IUGR可导致仔猪体重和器官重量减轻，损伤肠道结构形态，并损害仔猪免疫细胞的增殖和细胞因子的分泌功能。IUGR可提高仔猪肠道细胞凋亡率，增加Hsp70和FoxO3a在肠粘膜中的表达，而降低mTOR和Akt的表达水平。体外的结果表明，IEC-6细胞中Hsp70基因沉默可提高IKK活性，促进I-κBα的降解，增加NF-κB的核移位，同时抑制FoxO3a的表达，从而减少IEC-6细胞凋亡。相反，过表达的Hsp70可抑制IKK活性，减少I-κBα的降解，阻碍NF-κB的核移位，并提高FoxO3a的表达，从而增加IEC-6细胞凋亡。Gln能提高断奶仔猪生产性能，改善仔猪肠道黏膜形态功能，抑制促炎性细胞因子而提高抑炎性细胞因子的表达，同时，诱导肠道Hsp70表达而保护肠上皮细胞免受损伤。结果提示，IUGR损害肠道结构形态，诱导肠上皮细胞凋亡可能与肠道中Hsp70和FoxO3a的表达上调而mTOR和Akt的表达水平降低有关。此外，IUGR仔猪肠道粘膜损伤可能与Hsp70的过表达有关，其机理可能是过表达的Hsp70损伤NF-κB信号通路，促进FoxO3a表达，而高水平的FoxO3a可促进肠上皮细胞凋亡，从而损伤肠道黏膜功能和肠道消化吸收功能。然而，有意思的是，谷氨酰胺诱导肠道中Hsp70的表达却对肠道具有保护作用，这可能说明细胞内外的Hsp70执行的生物学功能。