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寡肽转运载体(PepT1)的功能是从肠腔中对蛋白质的消化产物二肽和三肽跨刷状缘细胞膜的吸收转运;而钠氢交换载体(NHE2和NHE3)则位于肠粘膜细胞的刷状缘,为寡肽转运载体的跨膜转运提供H+梯度驱动力。为研究猪肠道寡肽转运载体和钠氢交换载体mRNA表达的发育性交化及品种差异,以及营养调控因子对寡肽转运载体和钠氢交换载体基因表达的调控,本论文开展了五个试验。
试验一进行了猪肠道钠氢交换载体NHE2基因的cDNA克隆。根据GenBank中的部分序列(AF 184171)设计引物,采用RACE结合RT-PCR方法,以60日龄长白猪肠道组织mRNA为模板,克隆了NHE2的cDNA序列。结果表明,猪NHE2基因的cDNA全长2872 bp(GenBank Accession No.EF 672046),其中5端非翻译区233 bp,3端非翻译区194bp,开放阅读框2445 bp,与人(AF 073299)和小鼠(BC 104737)NHE2 cDNA同源性分别为80%和70%;猪NHE2 cDNA编码814个氨基酸残基,与人和小鼠NHE2氨基酸序列的同源性分别为91%和87%。
试验二研究了猪肠道寡肽转运载体和钠氢交换载体mRNA表达的肠段特异性。采集60日龄长白猪十二指肠、空肠、回肠和结肠组织样品,提取组织样品的总RNA并进行反转录;采用实时荧光定量。RT-PCR方法,检测猪PepT1、NHE2及NHE3mRNA在不同肠段中的表达丰度。结果表明:
(1)猪肠道PepT1 mRNA的表达丰度由十二指肠、空肠和回肠依次降低,十二指肠表达丰度最高,结肠不表达PepT1 mRNA;十二指肠PepT1 mRNA的表达丰度显著高于空肠和回肠(P<0.05),而空肠和回肠间差异不显著(P>0.05)。
(2)猪肠道NHE2 mRNA在十二指肠的表达丰度最高,显著高于空肠、回肠和结肠(P<0.05);而空肠、回肠和结肠间NHE2 mRNA.的表达丰度无显著差异(P>0.05)。
(3)猪肠道NHE3 mRNA在结肠的表达丰度最高,显著高于空肠和回肠(P<0.05),但与十二指肠无显著差异(P>0.05);而十二指肠与空肠和回肠间的差异均不显著(P>0.05)。
试验三研究了猪肠道寡肽转运载体和钠氢交换载体mRNA表达的发育模式。分别采集1、7、26、30、60、90和150日龄的蓝塘和长白两个品种猪十二指肠、空肠、回肠和结肠组织样品,采用实时荧光定量RT-PCR方法,检测猪PepT1、NHE2及NHE3 mRNA在不同肠段中的表达模式。结果表明:
(1)猪十二指肠、空肠、回肠和结肠PepT1、NHE2和NHE3 mRNA表达的发育性变化随肠段、时间、品种的不同而呈现差异。
(2)不同猪种肠道PepT1 mRNA的表达在断奶前(28 d断奶)具有不同的发育模式,而在断奶后则具有相似的发育性变化;同一猪种不同肠段PepT1 mRNA的表达模式不同,但空肠和回肠在断奶后具有相似的发育性变化,都表现为在生长期(60~90d)有表达的峰值。
(3)不同猪种NHE(NHE2和NHE3)mRNA在十二指肠和空肠的表达模式分别相似,在断奶前(28 d断奶)蓝塘和长白猪NHE mRNA的表达具有不同的模式,在断奶后具有相似的发育性变化;不同猪种回肠NHE mRNA的表达具有相同的模式,而不同猪种结肠NHE mRNA的表达模式不同,且分别与其在十二指肠和空肠的发育呈现不同的模式。
(4)同一猪种十二指肠和空肠PepT1与NHE2 mRNA的发育模式相同,而与NHE3的发育模式不同;NHE2和NHE3 mRNA在十二指肠、空肠和回肠的表达模式分别不同,而在结肠则呈现出相同的发育模式。
(5)蓝塘猪PepT1、NHE2和NHE3 mRNA十二指肠和空肠的表达丰度在前期(7 d)均显著高于长白猪,而NHE2和NHE3 mRNA结肠的表达丰度在后期(150d)均显著低于长白猪。
试验四研究了乳酸菌对猪肠道寡肽转运载体和钠氢交换载体mRNA表达的影响。按饲料量10%的比例喷雾3%乳酸菌混合液进行拌料处理,发酵6~10个小时后饲喂58kg长×大二元杂阉公猪45天,饲养结束后取处理组和对照组试猪十二指肠、空肠和回肠组织样品,采用实时荧光定量RT-PCR方法,检测处理组和对照组猪肠道PepT1、NHE2及NHE3 mRNA的表达丰度。结果表明:
(1)猪日粮中添加植物源性乳酸菌,对十二指肠和空肠PepT1、NHE2和NHE3mRNA的表达丰度都有提高的趋势,其中对十二指肠PepT1和空肠PepT1、NHE2mRNA的表达丰度的提高达到显著水平(P<0.05)。
(2)猪日粮中添加植物源性乳酸菌,对回肠PepT1和NHE2 mRNA的表达丰度有提高的趋势,对回肠NHE3 mRNA的表达有下降的趋势,但差异均未达到显著水平(P>0.05)。
试验五研究了胰岛素和丁酸钠对体外培养的猪小肠粘膜上皮细胞寡肽转运载体及钠氢交换载体mRNA表达的影响。取刚出生(未吮乳)的仔猪小肠组织,研究猪肠上皮细胞(IEC)分离及原代培养方法。结果显示:采用机械刮取肠粘膜绒毛,再用0.1%的胶原蛋白酶Ⅱ型4℃消化10~16 h,成功分离了猪肠IEC;在含5%胎牛血清的DMEM培养基中,37℃、5%CO2条件下培养,1~2 d贴壁,5~6d形成细胞群落,9~11 d汇合成片;接种后48 h细胞处于潜伏期,250 h后处于停滞期,群体倍增时间约为72 h;分别对培养的细胞用碱性磷酸酶显色和角蛋白8的免疫组化鉴定,90%以上的细胞呈阳性反应。分别用浓度为0、1μg/mL、5μg/mL和10μg/mL,的胰岛素和0、2 mmol/L、4 mmol/L、8 mmol/L的丁酸钠处理细胞96 h,提取细胞总RNA,采用实时荧光定量RT-PCR方法,检测PepT1、NHE2及NHE3 mRNA在不同处理细胞中的表达丰度。结果表明:
(1)体外培养的猪小肠粘膜上皮细胞用胰岛素处理96 h后,PepT1、NHE2和NHE3 mRNA的表达丰度均显著增加(P<0.05),且呈现剂量依赖效应。
(2)体外培养的猪小肠粘膜上皮细胞用丁酸钠处理96 h后,PepT1和NHE2mRNA的表达丰度均显著增加(P<0.05),且呈现剂量依赖效应;NHE3的剂量效应不明显,只有在高浓度丁酸钠(8 mmol/L)组时才显著高于对照组(P<0.05)。
上述结果提示:猪肠道中寡肽转运载体PepT1和钠氢交换载体NHE2和NHE3 mRNA的表达受到肠段、品种、日龄的调控;猪日粮中添加植物源性乳酸菌,可以上调十二指肠和空肠中寡肽转运载体和钠氢交换载体mRNA的表达;用胰岛素和丁酸钠处理体外培养的小肠粘膜上皮细胞,亦可上调寡肽转运载体和钠氢交换载体mRNA的表达。