含硫氨基酸对断奶仔猪肠道功能与上皮更新的影响及机制研究

Weaning stress, which jeopardizes intestinal epithelial cell turnover and intestinal function, is an important factor resulting in growth retardation of piglets. Besides the role in protein synthesis, sulfur amino acids (SAA) play key roles in important molecules biosynthesis and anti-oxidant capacity. It was reported that SAA were able to improve intestinal anti-oxidant capacity and morphology and enhance epithelial cells proliferation of neonatal piglets. Our previous studies showed that oxidative damage was one of the causes of intestinal dysfunction, and SAA has beneficial effects on hydroperoxide-damaged IPEC-1 cells. However, the effects of SAA on intestinal functions and epithelial turnover of weaning piglets are still unclear.Therefore, the present project will focus on the effects of SAA on the intestinal morphology, activities of enzymes associated with the digestive functions, nutrients transportation and transporters expression, barrier function and tight junction protein expression of 21 days weaning piglets. The effect of SAA on epithelial cell turnover and the potential mechanism were also tested using immunohistochemistry and proteomics. Our results will provide scientific basis for intestinal SAA requirement in weaning piglets and improving nutritional means for repairing injury intestine of piglets.

断奶应激是制约断奶仔猪生长的重要因素,影响了仔猪小肠上皮细胞更新及肠道功能的发挥。含硫氨基酸不仅是蛋白质的组成成分，而且在机体重要物质合成和抗氧化方面也发挥关键作用。研究表明含硫氨基酸能够改善新生仔猪肠道抗氧化能力和形态结构、促进小肠上皮细胞增殖。我们的前期研究表明，氧化损伤是影响断奶仔猪肠道功能一个重要因素，且含硫氨基酸可以改善过氧化氢对猪小肠上皮细胞IPEC-1造成的氧化损伤。然而，含硫氨基酸对断奶仔猪肠道功能与上皮细胞更新的影响尚不清楚。因此，本项目以21日龄断奶仔猪为试验对象，研究含硫氨基酸对断奶仔猪小肠粘膜形态结构、刷状缘消化酶活性、营养物质转运与转运载体表达、肠道上皮屏障与紧密连接蛋白表达的影响，并通过免疫组化和蛋白质组学等手段进一步研究含硫氨基酸对仔猪小肠上皮更新的影响及其内在机制，为确定断奶仔猪肠道理想含硫氨基酸需要量和完善仔猪肠道损伤的营养干预手段提供科学依据。

断奶应激是制约断奶仔猪生长的重要因素,影响了仔猪小肠上皮细胞更新及肠道功能的发挥。含硫氨基酸不仅是蛋白质的组成成分，而且在机体抗氧化方面也发挥关键作用。本项目目的在于研究饲粮中含硫氨基酸水平对断奶仔猪肠道功能和上皮细胞更新的影响及机制。试验1选取选取21日龄断奶仔猪（杜×长×大）80头，随机分为5组，分别饲喂含0.53%、0.63%、0.74%、0.85%或0.96%含硫氨基酸饲粮，每组16头，单栏饲养，试验期为14d。试验第7d和14d各组随机选取仔猪8头采集样品。结果表明饲粮中添加含硫氨基酸能够显著改善断奶仔猪的料肉比，对断奶仔猪的日增重也有改善趋势。饲粮中添加含硫氨基酸显著增加了断奶7d仔猪空肠绒毛高度，且显著降低了断奶14d仔猪空肠隐窝深度。此外，饲粮中添加含硫氨基酸显著改善了断奶仔猪空肠黏膜刷状缘消化酶活性及黏膜脂肪酸、小肽和葡萄糖转运载体的蛋白合成。综合考虑，饲粮中添加0.85%含硫氨基酸对改善断奶仔猪生长性能和肠道功能具有最佳效果。试验2选取21日龄断奶仔猪（杜×长×大）16头，随机分为2组，分别饲喂含0.53%或0.85%含硫氨基酸饲粮，每组8头，单栏饲养，试验期为7d，试验结束所有仔猪进行屠宰取样。结果表明饲粮中添加高水平（0.85%）含硫氨基酸显著降低了断奶7d仔猪上皮细胞的增殖速度和紧密连接蛋白mRNA表达量，但是饲粮中添加高水平含硫氨基酸显著改善了仔猪不同分化程度（绒毛上部、绒毛中部和隐窝）上皮细胞的抗氧化能力。通过蛋白组学分析发现饲粮中添加高水平含硫氨基酸对仔猪空肠绒毛上部和隐窝上皮细胞具有不同影响，进一步研究发现含硫氨基酸可能通过mTOR和Wnt/β-catenin信号通路影响上皮细胞更新。综上所述，本项目确定了改善断奶仔猪生长性能和肠道功能的合理含硫氨基酸水平，且阐明了含硫氨基酸影响仔猪肠道功能和上皮更新的内在机制。