L-色氨酸缓解动物肠道炎症的作用机制研究
发布时间：2020-11-12 09:39
本研究主要探讨了日粮添加L-色氨酸(L-Tryptophan,Trp)对断奶仔猪肠道炎症、屏障功能和免疫功能的影响,并通过小鼠和大鼠实验性肠道炎症模型研究可能的分子机制。试验一旨在研究日粮添加色氨酸对乙酸(Acetate)诱导的断奶仔猪肠道炎症的影响。试验选取54头21日龄大×长二元断奶去势公猪(平均体重为6.92 ±0.04 kg),根据体重随机分为6组:0%Trp、0%Trp+Acetate、0.2%Trp、0.2%Trp+Acetate、0.4%Trp 和 0.4%Trp+Acetate;每组 9头猪。试验日粮在基础日粮上添加0%、0.2%或0.4%色氨酸,各组日粮均等能等氮。适应期3d,试验期12 d。在试验d 0-7各组仔猪自由采食。在试验d 8灌注10 mL 10%乙酸诱导肠道炎症或灌注等体积0.9%生理盐水作为对照,试验d 8-12以乙酸处理组断奶仔猪采食量为标准进行配对饲喂。结果表明,0.2%色氨酸提高了断奶仔猪d0-7平均日增重和饲料利用效率(P0.05);0.2%和0.4%色氨酸缓解了乙酸引起的断奶仔猪d 8-12平均日增重和饲料利用效率的降低(P0.05)、结肠组织结构的破坏、紧密连接蛋白ZO-1表达的下调(P0.05)、炎症因子(IL-1β、IL-6和IL-8)和Toll样受体TLT4 mRNA表达的上调(P0.05)、炎症(STAT3和p65)和凋亡相关蛋白(Cleaved-Caspase-3)表达的上调(P0.05)、5-羟色胺降解转运载体SERT mRNA表达的下调(P0.05)。因此日粮添加色氨酸可以提高断奶仔猪的生长性能,并且可能通过调控5-羟色胺通路缓解乙酸诱导的断奶仔猪肠道屏障功能紊乱和炎症反应。试验二旨在研究色氨酸对葡聚糖硫酸钠(Dextransodium sulfate,DSS)诱导的小鼠肠道炎症的缓解作用和机制。试验选取80只8周龄C57BL/6J雄性小鼠(平均体重为19.9±0.22g),根据体重随机分为4个组:对照、DSS、Trp和Trp+DSS;每组5个重复,每个重复4只小鼠。适应期7d,试验期17d。试验期间饮水中色氨酸的添加量为0或0.1mg/gBW/d;试验d8-14使用2%DSS(w/v)建立小鼠急性结肠炎模型;试验d 15-17所有DSS处理小鼠恢复正常饮水。结果表明,色氨酸提高了试验d 0-7小鼠的平均日采食量和平均日饮水量(P0.05);色氨酸缓解了DSS诱导的小鼠体重的下降、死亡率的增加、结肠的缩短、疾病活性指数的上升和肠道病理损伤(P0.05);色氨酸改善DSS诱导的结肠屏障损伤和炎症反应主要是通过维持结肠紧密连接蛋白(ZO-1、Occludin 和 Claudin-1)结构和表达(P0.05),抑制黏蛋白(MUC1 和 MUC2)mRNA表达的提高(P0.05),减少免疫细胞(中性粒细胞、巨噬细胞和T细胞)向结肠固有层和黏膜下层的浸润,抑制促炎性细胞因子IL-6、TNF-α、IL-17a、G-CSF和MIP-1amRNA表达的升高(P0.05),促进抑炎性细胞因子TGF-β2和TGF-β3 mRNA的表达(P0.05),抑制TLR2和TLR4 mRNA以及NF-κB蛋白表达的上调(P0.05)。色氨酸同样缓解了 DSS诱导的空肠肠道屏障损伤和炎症反应。这可能与色氨酸维持了结肠和空肠5-羟色胺稳态(分别缓解结肠SERT和空肠TPH1基因表达的下调)以及调节5-羟色胺受体的基因表达(均促进HTR1和HTR4基因表达)相关(P0.05)。因此饮水添加色氨酸缓解DSS引起的小鼠体重下降和死亡率增加,并且可能通过调控5-羟色胺信号通路缓解DSS诱导的小鼠肠道屏障功能紊乱和炎症反应。试验三旨在研究色氨酸添加对脂多糖诱导大鼠空肠葡萄糖和氨基酸转运能力的影响。试验选取24只7周龄SD大鼠(平均体重191±7.2 g),根据体重随机分为3个组(对照、脂多糖、色氨酸+脂多糖组),每组8只大鼠。适应期7 d,试验期9 d。试验期间饮水中色氨酸的添加量为0或0.1mg/gBW/d;在试验d8大鼠腹腔注射脂多糖(5mg/kgBW)诱导肠道炎症或注射相同体积的0.9%生理盐水作为对照处理。注射24 h后采样,通过Ussing Chamber技术检测空肠肠道通透性、葡萄糖和氨基酸转运能力以及转运载体基因表达。结果表明,饮水中添加色氨酸缓解了脂多糖引起大鼠空肠通透性的增加(P0.05)、葡萄糖和氨基酸(谷氨酸、精氨酸、谷氨酰胺、色氨酸和亮氨酸)钠离子转运的降低(P0.05)以及葡萄糖(SGLT1)、氨基酸(SNAT2和LAT2)转运载体和Na+/K+-ATP酶(ATP1A2)mRNA表达的降低(P0.05)。综上所述,色氨酸可能通过维持肠道紧密连接蛋白表达和分布以及黏蛋白基因表达、调控促炎性和抑炎性细胞因子的基因表达、抑制炎症信号通路的激活以及促进肠道葡萄糖和氨基酸转运缓解试验性肠道炎症引起的肠道屏障损伤和炎症反应。色氨酸缓解实验性肠道炎症引起的5-羟色胺含量和受体表达的改变,提示5-羟色胺可能参与色氨酸修复肠道屏障和缓解肠道炎症的作用。本研究为色氨酸在动物和人类肠道健康中的应用提供了试验依据。
【学位单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S828.5
【部分图文】：
３ＩＡＡ：叼｜噪－３－乙酸：Ｉｎｄｏｌｅ：吲哚；５＊ＯＨ－ＩＡＡ：?５－轻基－ｎ？丨噪－３乙酸：Ｓｋａｔｏｌｅ：臭爽素：Ｔｒｙｐｔａｍｉｎｅ：色胺。??２．１．３．６日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠组织结构的影响??日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠组织形态的影响见图２－１。结肠组织形态学结构分析??显示，与０％Ｔｒｐ组相比，乙酸引起０％Ｔｒｐ＋ＡＣｅｔａｔｅ组断奶仔猪结肠隐窝结构和肠道黏膜形态的破??坏，以及黏膜下层组织的增厚；但添加日粮添加０．２％和０．４％色氨酸缓解乙酸引起的结肠肠道结??构破坏。??０＾〇?Ｔｒｐ?０．２Ｈ?Ｔｒｐ?０．４＾ｂ?Ｔｒｐ??％?謂１續??Ｉ?ｌ??■?１．翻??■．以?激?￣??图２－１日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠组织结构的影响??注：２４日龄断奶仔猪分别饲喂含０％、０．２％和０．４％色软酸的日粮７ｄ，在试验ｄ８后肠灌注１０％乙酸诱导急性结肠炎，对照俎灌注０．９％生理??盐水。在试验ｄ?１２屠宰并采集结肠组织进ｆｆ固定和Ｈ＆Ｅ染色。比例尺＝４００微米。??２．１．３．７日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠紧密连接、炎症和凋亡相关蛋白表达的影响??日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠紧密连接、炎症和凋亡相关蛋白表达的影响（图２－２??和２－３）。由图可知，与０％Ｔｒｐ相比，乙酸处理降低（尸＜０．０５）?０％Ｔｒｐ＋Ａｃｅｔａｔｅ组断奶仔猪结肠??组织Ｚ０－１蛋白的表达；而与０％Ｔｒｐ＋Ａｃｅｔａｔｅ组相比，日粮添加０．２％和０．４％色氨酸缓解Ｃ尸＜?０．０５）??３７??
注：１数据表示为平均值±标准误差，日增重和体重ｎ?＝?４０；采食量和饮水量１０；?ａ－ｂ：同行均值具有不同肩标，差异显著（尸＜０．０５）。??２．２．３．２色細｜和ＤＳＳ对小鼠体重、存活率＇结脎长度和肠道疾病活性的影响??色氨酸添加和ＤＳＳ对小鼠体重、存活率、结肠长度和肠道疾病活性的影响见图２４。与对照??组相比，ＤＳＳ显著降低了（Ｐ＜０．０５）ＤＳＳ添加后ｄ７－１０小鼠的体重；然而Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠的体??重除在ｄ?８显著低于对照组（Ｐ?＜?０．０５），在其他时间与之均无显著性差异（／＞?＞?０．０５?）（图２４Ａ）。??与对照组相比，ＤＳＳ引起了小鼠的死亡（死亡率为６０％），但在Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组并没有发生小鼠的??死亡（尸＜０．０５）（图２＊４Ｂ）。与对照组相比，ＤＳＳ引起了小鼠严重的腹泻和肠道出血，导致肠??道疾病活性显著增加（尸＜０．０５）（图２４Ｄ）。与ＤＳＳ组相比，Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠的盲肠缩短有所??缓解（户＜０．０５）（图２＞４Ｃ）。以上结果说明色氨酸明显缓解ＤＳＳ急性炎症模型引起的小鼠死亡、??体重降低和结肠缩短。另外，与对照组相比，ＤＳＳ处理降低了?ＤＳＳ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠的肝脏器??官指数（Ｐ＜?０．０５）（表２－１５）
成?彼岷停模樱佣孕∈蠼岢?涂粘ψ橹?翁?挠跋欤崳?色氨酸和ＤＳＳ对小鼠结肠和空肠组织形态的影响见图２－５。与对照组相比，ＤＳＳ引起结肠和??空肠黏膜下层组织炎性细胞浸润和黏膜完整性损伤。与ＤＳＳ组相比，Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠因色氨酸??的添加维持了空肠的绒毛和隐窝完整性以及结肠黏膜结构完整性。??■？１１％?ｒｏｉ??飞顆ｆ＿??、■麵■■??图２－５?ＤＳＳ和色氨酸对小鼠结肠和空肠组织形态的影响??注：对照组、ＤＳＳ组、Ｔｒｐ组和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠结肠（Ａ和Ｂ）空肠（Ｃ和Ｄ）?Ｈ＆Ｅ染色图片。每个处理３个重复，结果表示为代表??性图片。图Ａ：?４ｘ比例尺＝１０００微米，图Ｃ：?１０？比例尺＝４００微米，图Ｂ和Ｄ：?２０？比例尺＝２００微米。??２．２．３．４色氨酸和ＤＳＳ对结肠和空肠黏蛋白基因表达的影响??色氨酸和ＤＳＳ对结肠和空肠黏蛋白Ｍｔ／Ｃ７和Ｍｔ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表达的影响见图２－６。在结肠??组织，与对照组相比，ＤＳＳ组小鼠黏蛋白Ｍ／Ｃ／和Ａ／ｔ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表达显著上调（户＜０．０５）：??而Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠黏蛋白ＭＵＣ７和Ｍ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表达显著低于（尸＜?０．０５）?ＤＳＳ组，并且与??对照组无显著性差异（尸＞０．０５）。在空肠组织，Ｔｒｐ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠的黏蛋白Ａ＾／Ｃ７的ｍＲＮＡ??表达显著低于（尸＜０．０５）其他两组，且Ｔｒｐ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ两组之间无显著性差异（尸＞?０．０５）；与??对照相比
【参考文献】
本文编号：2880584
【学位单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S828.5
【部分图文】：
３ＩＡＡ：叼｜噪－３－乙酸：Ｉｎｄｏｌｅ：吲哚；５＊ＯＨ－ＩＡＡ：?５－轻基－ｎ？丨噪－３乙酸：Ｓｋａｔｏｌｅ：臭爽素：Ｔｒｙｐｔａｍｉｎｅ：色胺。??２．１．３．６日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠组织结构的影响??日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠组织形态的影响见图２－１。结肠组织形态学结构分析??显示，与０％Ｔｒｐ组相比，乙酸引起０％Ｔｒｐ＋ＡＣｅｔａｔｅ组断奶仔猪结肠隐窝结构和肠道黏膜形态的破??坏，以及黏膜下层组织的增厚；但添加日粮添加０．２％和０．４％色氨酸缓解乙酸引起的结肠肠道结??构破坏。??０＾〇?Ｔｒｐ?０．２Ｈ?Ｔｒｐ?０．４＾ｂ?Ｔｒｐ??％?謂１續??Ｉ?ｌ??■?１．翻??■．以?激?￣??图２－１日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠组织结构的影响??注：２４日龄断奶仔猪分别饲喂含０％、０．２％和０．４％色软酸的日粮７ｄ，在试验ｄ８后肠灌注１０％乙酸诱导急性结肠炎，对照俎灌注０．９％生理??盐水。在试验ｄ?１２屠宰并采集结肠组织进ｆｆ固定和Ｈ＆Ｅ染色。比例尺＝４００微米。??２．１．３．７日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠紧密连接、炎症和凋亡相关蛋白表达的影响??日粮色氨酸和乙酸处理对断奶仔猪结肠紧密连接、炎症和凋亡相关蛋白表达的影响（图２－２??和２－３）。由图可知，与０％Ｔｒｐ相比，乙酸处理降低（尸＜０．０５）?０％Ｔｒｐ＋Ａｃｅｔａｔｅ组断奶仔猪结肠??组织Ｚ０－１蛋白的表达；而与０％Ｔｒｐ＋Ａｃｅｔａｔｅ组相比，日粮添加０．２％和０．４％色氨酸缓解Ｃ尸＜?０．０５）??３７??
注：１数据表示为平均值±标准误差，日增重和体重ｎ?＝?４０；采食量和饮水量１０；?ａ－ｂ：同行均值具有不同肩标，差异显著（尸＜０．０５）。??２．２．３．２色細｜和ＤＳＳ对小鼠体重、存活率＇结脎长度和肠道疾病活性的影响??色氨酸添加和ＤＳＳ对小鼠体重、存活率、结肠长度和肠道疾病活性的影响见图２４。与对照??组相比，ＤＳＳ显著降低了（Ｐ＜０．０５）ＤＳＳ添加后ｄ７－１０小鼠的体重；然而Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠的体??重除在ｄ?８显著低于对照组（Ｐ?＜?０．０５），在其他时间与之均无显著性差异（／＞?＞?０．０５?）（图２４Ａ）。??与对照组相比，ＤＳＳ引起了小鼠的死亡（死亡率为６０％），但在Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组并没有发生小鼠的??死亡（尸＜０．０５）（图２＊４Ｂ）。与对照组相比，ＤＳＳ引起了小鼠严重的腹泻和肠道出血，导致肠??道疾病活性显著增加（尸＜０．０５）（图２４Ｄ）。与ＤＳＳ组相比，Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠的盲肠缩短有所??缓解（户＜０．０５）（图２＞４Ｃ）。以上结果说明色氨酸明显缓解ＤＳＳ急性炎症模型引起的小鼠死亡、??体重降低和结肠缩短。另外，与对照组相比，ＤＳＳ处理降低了?ＤＳＳ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠的肝脏器??官指数（Ｐ＜?０．０５）（表２－１５）
成?彼岷停模樱佣孕∈蠼岢?涂粘ψ橹?翁?挠跋欤崳?色氨酸和ＤＳＳ对小鼠结肠和空肠组织形态的影响见图２－５。与对照组相比，ＤＳＳ引起结肠和??空肠黏膜下层组织炎性细胞浸润和黏膜完整性损伤。与ＤＳＳ组相比，Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠因色氨酸??的添加维持了空肠的绒毛和隐窝完整性以及结肠黏膜结构完整性。??■？１１％?ｒｏｉ??飞顆ｆ＿??、■麵■■??图２－５?ＤＳＳ和色氨酸对小鼠结肠和空肠组织形态的影响??注：对照组、ＤＳＳ组、Ｔｒｐ组和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠结肠（Ａ和Ｂ）空肠（Ｃ和Ｄ）?Ｈ＆Ｅ染色图片。每个处理３个重复，结果表示为代表??性图片。图Ａ：?４ｘ比例尺＝１０００微米，图Ｃ：?１０？比例尺＝４００微米，图Ｂ和Ｄ：?２０？比例尺＝２００微米。??２．２．３．４色氨酸和ＤＳＳ对结肠和空肠黏蛋白基因表达的影响??色氨酸和ＤＳＳ对结肠和空肠黏蛋白Ｍｔ／Ｃ７和Ｍｔ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表达的影响见图２－６。在结肠??组织，与对照组相比，ＤＳＳ组小鼠黏蛋白Ｍ／Ｃ／和Ａ／ｔ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表达显著上调（户＜０．０５）：??而Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠黏蛋白ＭＵＣ７和Ｍ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表达显著低于（尸＜?０．０５）?ＤＳＳ组，并且与??对照组无显著性差异（尸＞０．０５）。在空肠组织，Ｔｒｐ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ组小鼠的黏蛋白Ａ＾／Ｃ７的ｍＲＮＡ??表达显著低于（尸＜０．０５）其他两组，且Ｔｒｐ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ两组之间无显著性差异（尸＞?０．０５）；与??对照相比
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 Megan R Ruth;Catherine J Field;;The immune modifying effects of amino acids on gut-associated lymphoid tissue[J];Journal of Animal Science and Biotechnology;2013年03期
2 高侃;汪海峰;章文明;刘建新;;益生菌调节肠道上皮屏障功能及作用机制[J];动物营养学报;2013年09期
3 刘虎传;张敏红;冯京海;姜海龙;杨晓岚;姜礼文;陈燕;;益生菌制剂对早期断奶仔猪生长性能和免疫指标的影响[J];动物营养学报;2012年06期
本文编号：2880584
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/dongwuyixue/2880584.html
最近更新
教材专著
