本研究主要探討了日糧添加L-色氨酸(L-Tryptophan,Trp)對斷奶仔豬腸道炎癥、屏障功能和免疫功能的影響,并通過小鼠和大鼠實驗性腸道炎癥模型研究可能的分子機制。試驗一旨在研究日糧添加色氨酸對乙酸(Acetate)誘導的斷奶仔豬腸道炎癥的影響。試驗選取54頭21日齡大×長二元斷奶去勢公豬(平均體重為6.92 ±0.04 kg),根據(jù)體重隨機分為6組:0%Trp、0%Trp+Acetate、0.2%Trp、0.2%Trp+Acetate、0.4%Trp 和 0.4%Trp+Acetate;每組 9頭豬。試驗日糧在基礎日糧上添加0%、0.2%或0.4%色氨酸,各組日糧均等能等氮。適應期3d,試驗期12 d。在試驗d 0-7各組仔豬自由采食。在試驗d 8灌注10 mL 10%乙酸誘導腸道炎癥或灌注等體積0.9%生理鹽水作為對照,試驗d 8-12以乙酸處理組斷奶仔豬采食量為標準進行配對飼喂。結果表明,0.2%色氨酸提高了斷奶仔豬d0-7平均日增重和飼料利用效率(P0.05);0.2%和0.4%色氨酸緩解了乙酸引起的斷奶仔豬d 8-12平均日增重和飼料利用效率的降低(P0.05)、結腸組織結構的破壞、緊密連接蛋白ZO-1表達的下調(P0.05)、炎癥因子(IL-1β、IL-6和IL-8)和Toll樣受體TLT4 mRNA表達的上調(P0.05)、炎癥(STAT3和p65)和凋亡相關蛋白(Cleaved-Caspase-3)表達的上調(P0.05)、5-羥色胺降解轉運載體SERT mRNA表達的下調(P0.05)。因此日糧添加色氨酸可以提高斷奶仔豬的生長性能,并且可能通過調控5-羥色胺通路緩解乙酸誘導的斷奶仔豬腸道屏障功能紊亂和炎癥反應。試驗二旨在研究色氨酸對葡聚糖硫酸鈉(Dextransodium sulfate,DSS)誘導的小鼠腸道炎癥的緩解作用和機制。試驗選取80只8周齡C57BL/6J雄性小鼠(平均體重為19.9±0.22g),根據(jù)體重隨機分為4個組:對照、DSS、Trp和Trp+DSS;每組5個重復,每個重復4只小鼠。適應期7d,試驗期17d。試驗期間飲水中色氨酸的添加量為0或0.1mg/gBW/d;試驗d8-14使用2%DSS(w/v)建立小鼠急性結腸炎模型;試驗d 15-17所有DSS處理小鼠恢復正常飲水。結果表明,色氨酸提高了試驗d 0-7小鼠的平均日采食量和平均日飲水量(P0.05);色氨酸緩解了DSS誘導的小鼠體重的下降、死亡率的增加、結腸的縮短、疾病活性指數(shù)的上升和腸道病理損傷(P0.05);色氨酸改善DSS誘導的結腸屏障損傷和炎癥反應主要是通過維持結腸緊密連接蛋白(ZO-1、Occludin 和 Claudin-1)結構和表達(P0.05),抑制黏蛋白(MUC1 和 MUC2)mRNA表達的提高(P0.05),減少免疫細胞(中性粒細胞、巨噬細胞和T細胞)向結腸固有層和黏膜下層的浸潤,抑制促炎性細胞因子IL-6、TNF-α、IL-17a、G-CSF和MIP-1amRNA表達的升高(P0.05),促進抑炎性細胞因子TGF-β2和TGF-β3 mRNA的表達(P0.05),抑制TLR2和TLR4 mRNA以及NF-κB蛋白表達的上調(P0.05)。色氨酸同樣緩解了 DSS誘導的空腸腸道屏障損傷和炎癥反應。這可能與色氨酸維持了結腸和空腸5-羥色胺穩(wěn)態(tài)(分別緩解結腸SERT和空腸TPH1基因表達的下調)以及調節(jié)5-羥色胺受體的基因表達(均促進HTR1和HTR4基因表達)相關(P0.05)。因此飲水添加色氨酸緩解DSS引起的小鼠體重下降和死亡率增加,并且可能通過調控5-羥色胺信號通路緩解DSS誘導的小鼠腸道屏障功能紊亂和炎癥反應。試驗三旨在研究色氨酸添加對脂多糖誘導大鼠空腸葡萄糖和氨基酸轉運能力的影響。試驗選取24只7周齡SD大鼠(平均體重191±7.2 g),根據(jù)體重隨機分為3個組(對照、脂多糖、色氨酸+脂多糖組),每組8只大鼠。適應期7 d,試驗期9 d。試驗期間飲水中色氨酸的添加量為0或0.1mg/gBW/d;在試驗d8大鼠腹腔注射脂多糖(5mg/kgBW)誘導腸道炎癥或注射相同體積的0.9%生理鹽水作為對照處理。注射24 h后采樣,通過Ussing Chamber技術檢測空腸腸道通透性、葡萄糖和氨基酸轉運能力以及轉運載體基因表達。結果表明,飲水中添加色氨酸緩解了脂多糖引起大鼠空腸通透性的增加(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)鈉離子轉運的降低(P0.05)以及葡萄糖(SGLT1)、氨基酸(SNAT2和LAT2)轉運載體和Na+/K+-ATP酶(ATP1A2)mRNA表達的降低(P0.05)。綜上所述,色氨酸可能通過維持腸道緊密連接蛋白表達和分布以及黏蛋白基因表達、調控促炎性和抑炎性細胞因子的基因表達、抑制炎癥信號通路的激活以及促進腸道葡萄糖和氨基酸轉運緩解試驗性腸道炎癥引起的腸道屏障損傷和炎癥反應。色氨酸緩解實驗性腸道炎癥引起的5-羥色胺含量和受體表達的改變,提示5-羥色胺可能參與色氨酸修復腸道屏障和緩解腸道炎癥的作用。本研究為色氨酸在動物和人類腸道健康中的應用提供了試驗依據(jù)。
【學位單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S828.5
【部分圖文】：

３ＩＡＡ：叼｜噪－３－乙酸：Ｉｎｄｏｌｅ：吲哚；５＊ＯＨ－ＩＡＡ：?５－輕基－ｎ？丨噪－３乙酸：Ｓｋａｔｏｌｅ：臭爽素：Ｔｒｙｐｔａｍｉｎｅ：色胺。??２．１．３．６日糧色氨酸和乙酸處理對斷奶仔豬結腸組織結構的影響??日糧色氨酸和乙酸處理對斷奶仔豬結腸組織形態(tài)的影響見圖２－１。結腸組織形態(tài)學結構分析??顯示，與０％Ｔｒｐ組相比，乙酸引起０％Ｔｒｐ＋ＡＣｅｔａｔｅ組斷奶仔豬結腸隱窩結構和腸道黏膜形態(tài)的破??壞，以及黏膜下層組織的增厚；但添加日糧添加０．２％和０．４％色氨酸緩解乙酸引起的結腸腸道結??構破壞。??０＾〇?Ｔｒｐ?０．２Ｈ?Ｔｒｐ?０．４＾ｂ?Ｔｒｐ??％?謂１續(xù)??Ｉ?ｌ??■?１．翻??■．以?激?￣??圖２－１日糧色氨酸和乙酸處理對斷奶仔豬結腸組織結構的影響??注：２４日齡斷奶仔豬分別飼喂含０％、０．２％和０．４％色軟酸的日糧７ｄ，在試驗ｄ８后腸灌注１０％乙酸誘導急性結腸炎，對照俎灌注０．９％生理??鹽水。在試驗ｄ?１２屠宰并采集結腸組織進ｆｆ固定和Ｈ＆Ｅ染色。比例尺＝４００微米。??２．１．３．７日糧色氨酸和乙酸處理對斷奶仔豬結腸緊密連接、炎癥和凋亡相關蛋白表達的影響??日糧色氨酸和乙酸處理對斷奶仔豬結腸緊密連接、炎癥和凋亡相關蛋白表達的影響（圖２－２??和２－３）。由圖可知，與０％Ｔｒｐ相比，乙酸處理降低（尸＜０．０５）?０％Ｔｒｐ＋Ａｃｅｔａｔｅ組斷奶仔豬結腸??組織Ｚ０－１蛋白的表達；而與０％Ｔｒｐ＋Ａｃｅｔａｔｅ組相比，日糧添加０．２％和０．４％色氨酸緩解Ｃ尸＜?０．０５）??３７??

注：１數(shù)據(jù)表示為平均值±標準誤差，日增重和體重ｎ?＝?４０；采食量和飲水量１０；?ａ－ｂ：同行均值具有不同肩標，差異顯著（尸＜０．０５）。??２．２．３．２色細｜和ＤＳＳ對小鼠體重、存活率＇結脎長度和腸道疾病活性的影響??色氨酸添加和ＤＳＳ對小鼠體重、存活率、結腸長度和腸道疾病活性的影響見圖２４。與對照??組相比，ＤＳＳ顯著降低了（Ｐ＜０．０５）ＤＳＳ添加后ｄ７－１０小鼠的體重；然而Ｔｒｐ＋ＤＳＳ組小鼠的體??重除在ｄ?８顯著低于對照組（Ｐ?＜?０．０５），在其他時間與之均無顯著性差異（／＞?＞?０．０５?）（圖２４Ａ）。??與對照組相比，ＤＳＳ引起了小鼠的死亡（死亡率為６０％），但在Ｔｒｐ＋ＤＳＳ組并沒有發(fā)生小鼠的??死亡（尸＜０．０５）（圖２＊４Ｂ）。與對照組相比，ＤＳＳ引起了小鼠嚴重的腹瀉和腸道出血，導致腸??道疾病活性顯著增加（尸＜０．０５）（圖２４Ｄ）。與ＤＳＳ組相比，Ｔｒｐ＋ＤＳＳ組小鼠的盲腸縮短有所??緩解（戶＜０．０５）（圖２＞４Ｃ）。以上結果說明色氨酸明顯緩解ＤＳＳ急性炎癥模型引起的小鼠死亡、??體重降低和結腸縮短。另外，與對照組相比，ＤＳＳ處理降低了?ＤＳＳ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ組小鼠的肝臟器??官指數(shù)（Ｐ＜?０．０５）（表２－１５）

成?彼岷停模櫻傭孕∈蠼岢?涂粘ψ櫓?翁?撓跋歟崳?色氨酸和ＤＳＳ對小鼠結腸和空腸組織形態(tài)的影響見圖２－５。與對照組相比，ＤＳＳ引起結腸和??空腸黏膜下層組織炎性細胞浸潤和黏膜完整性損傷。與ＤＳＳ組相比，Ｔｒｐ＋ＤＳＳ組小鼠因色氨酸??的添加維持了空腸的絨毛和隱窩完整性以及結腸黏膜結構完整性。??■？１１％?ｒｏｉ??飛顆ｆ＿??、■麵■■??圖２－５?ＤＳＳ和色氨酸對小鼠結腸和空腸組織形態(tài)的影響??注：對照組、ＤＳＳ組、Ｔｒｐ組和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ組小鼠結腸（Ａ和Ｂ）空腸（Ｃ和Ｄ）?Ｈ＆Ｅ染色圖片。每個處理３個重復，結果表示為代表??性圖片。圖Ａ：?４ｘ比例尺＝１０００微米，圖Ｃ：?１０？比例尺＝４００微米，圖Ｂ和Ｄ：?２０？比例尺＝２００微米。??２．２．３．４色氨酸和ＤＳＳ對結腸和空腸黏蛋白基因表達的影響??色氨酸和ＤＳＳ對結腸和空腸黏蛋白Ｍｔ／Ｃ７和Ｍｔ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表達的影響見圖２－６。在結腸??組織，與對照組相比，ＤＳＳ組小鼠黏蛋白Ｍ／Ｃ／和Ａ／ｔ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表達顯著上調（戶＜０．０５）：??而Ｔｒｐ＋ＤＳＳ組小鼠黏蛋白ＭＵＣ７和Ｍ／Ｃ２的ｍＲＮＡ表達顯著低于（尸＜?０．０５）?ＤＳＳ組，并且與??對照組無顯著性差異（尸＞０．０５）。在空腸組織，Ｔｒｐ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ組小鼠的黏蛋白Ａ＾／Ｃ７的ｍＲＮＡ??表達顯著低于（尸＜０．０５）其他兩組，且Ｔｒｐ和Ｔｒｐ＋ＤＳＳ兩組之間無顯著性差異（尸＞?０．０５）；與??對照相比
【參考文獻】

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本文編號：2880584