早期断奶应激影响仔猪肠道发育及其调控的研究进展

早期断奶是提高养猪生产效益的重要措施,但同时也增加了仔猪应激性腹泻率和死淘率。断奶期间,仔猪采食量降低,能量摄入严重不足,干细胞驱动的肠道上皮更新受阻,肠道结构和屏障功能被破坏,该过程与Wnt、Notch和mTOC1等多种干细胞命运决定信号和营养感应信号的传导异常相关。针对特定靶点,补充营养/非营养性添加剂是保障仔猪顺利度过断奶阶段的有效干预策略。文章从干细胞层面就断奶对仔猪肠道发育的影响及其可能的机制进行归纳总结,并系统介绍了营养素和非营养素在调控肠道上皮结构和功能完整性方面的作用,以期为仔猪早期断奶应激防治提供理论依据。

热应激对畜禽肠道黏膜屏障功能影响及其损伤修复研究进展

正常的肠道黏膜屏障功能及其良好的生理状态对于畜禽健康的维持至关重要。高温作为集约化养殖模式下最为常见的应激源,可引起肠道黏膜萎缩、通透性增大,损害畜禽肠道黏膜结构,破坏其屏障功能,进而引起肠道代谢功能障碍,畜禽生长发育受阻。因此筛查或研制可有效缓解肠道黏膜损伤的功能性物质具有重要意义。文中主要就热应激对畜禽肠道黏膜屏障功能的影响及其损伤修复机制调控作一综述。

冷冻干燥法和烘箱法测定肌肉中水分及对粗蛋白、粗脂肪测定的影响

为探究冷冻干燥法替代烘箱法测定肌肉中水分含量及在此基础上进一步测定粗脂肪、粗蛋白含量的可行性,试验采用烘箱法和冷冻干燥机法分别测定了24只樱桃谷肉鸭及四川白鹅的左腿肌和左胸肌中的水分含量,测定水分后的样品再进一步通过脂肪测定仪和全自动定氮仪进行粗脂肪和粗蛋白含量的测定。结果表明:冷冻干燥法测定的樱桃谷肉鸭和四川白鹅的左腿肌、左胸肌水分含量均显著低于烘箱法,而冷冻干燥样中其粗脂肪、粗蛋白含量均显著高于烘干样。从两种测定方法工作原理的角度出发,冷冻干燥机法采用低温升华的原理,可防止肌肉中挥发性成分的损失,避免肌肉中部分蛋白质被高温氧化,测定结果更接近于实际值。

菠萝蛋白酶在饲料上的研究进展及应用前景

我国是菠萝的生产大国,产量常年位居世界前列。但是对菠萝的应用却比较局限,主要是用作水果供人们食用。而菠萝皮、菠萝冠以及菠萝茎叶中的有效成分——菠萝蛋白酶却被浪费。菠萝蛋白酶具有抗菌消炎和改善动物生长性能的作用,是一种潜在的抗生素替代物。然而,由于过高的制取成本及苛刻的保存条件等因素制约,限制了其在饲料工业上的应用。文章就菠萝蛋白酶的研究现状及应用所面临的问题进行阐述,并对其发展前景进行了展望。

鸡PDKPDK4基因的克隆及组织差异表达研究

丙酮酸脱氢酶激酶4(PDK4)基因在动物机体的糖-脂代谢过程中起着重要的调节作用。为揭示PDK4基因对家禽生长和脂肪沉积的影响,以快速生长型肉鸡(隐性白羽洛克鸡)和慢速生长型肉鸡(杏花鸡)为试验对象,采用分子克隆、生物信息学分析和实时荧光定量PCR等方法,克隆鸡PDK4基因并分析其多态位点及在不同生长速度肉鸡组织的表达差异。克隆获得杏花鸡PDK4基因全长3 473 bp序列,并筛查到22处核苷酸多态性位点。生物信息学分析结果表明鸡PDK4蛋白与哺乳动物该基因蛋白序列之间的同源性较高,与爪蟾、斑马鱼的同源性较低;实时荧光定量PCR结果表明PDK4基因在不同生长速度的肉鸡组织中的表达存在较大差异,从组织表达来看,PDK4基因在脂肪组织中(皮脂和腹脂)的表达高于下丘脑和肝脏;从品种来看,PDK4基因在杏花鸡各组织的表达高于隐性白洛克鸡。可见,PDK4基因对家禽的生长和脂肪沉积有重要影响,是影响家禽生长和脂肪沉积的重要候选基因。

谷氨酸吸收转运及对肠道发育影响的研究进展

谷氨酸作为肠上皮主要的能源物质,为肠黏膜生理功能的正常实现(包括营养物质的吸收转运和信号传导的进行以及黏膜上皮细胞的自身更新和高度有序结构的维持)供给能量。同时,其作为一种重要的信号分子和功能性氨基酸,可激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)信号通路,参与蛋白质合成,促进细胞增殖,增强肠道抗氧化能力,进而保护肠上皮结构和功能的完整性,促进肠道发育。本文就谷氨酸的吸收转运和代谢系统及其对mTORC1信号通路和动物肠道黏膜屏障功能的影响作一综述,旨在为谷氨酸功能的挖掘及调控动物肠道发育的生产应用提供参考。

产肠毒素大肠杆菌对仔猪肠道黏膜屏障功能的影响及其损伤修复研究进展

完整的肠道黏膜结构是其功能实现的基础,也是畜禽健康生长的重要保障。产肠毒素大肠杆菌(ETEC)是引起仔猪腹泻的主要病原体之一。ETEC及其代谢产物可引起肠道上皮细胞代谢紊乱,破坏黏膜结构,导致功能失调,进而损害畜禽肠道健康。本文就ETEC对仔猪肠道黏膜屏障功能的影响及其损伤修复研究进展作一综述,旨在为养猪生产中预防和治疗仔猪细菌性腹泻提供参考。

丁酸梭菌及其代谢产物对畜禽肠道健康影响的研究进展

丁酸梭菌是一种专性厌氧菌,能通过竞争、排斥及替代等作用抑制大肠杆菌等致病菌在肠道中的黏附作用,并由Toll样受体(TLR)介导免疫应答,增强机体免疫力。其主要代谢产物——丁酸是结肠上皮细胞的主要能量物质,能促进结肠上皮细胞增殖,增强肠道屏障功能;其代谢产生的其它物质可以补充机体所需的营养素和提高肠道对饲料中营养物质的消化、吸收与利用率,改善畜禽生产性能。本文就丁酸梭菌及其代谢产物对畜禽肠道屏障和免疫功能的影响及其机制作一综述,旨在为丁酸梭菌新功能的挖掘及调节肠道健康的生产应用提供参考。

Wnt/β-连环蛋白信号驱动小肠上皮更新和再生机制的研究进展

肠道干细胞是小肠上皮程序性更新的源泉,其为肠上皮功能细胞的产生提供动力,进而实现肠道的屏障功能、吸收功能、免疫功能和内分泌功能等。同时肠道损伤后修复,即上皮再生过程,也是源于肠道干细胞的驱动。Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路是肠道干细胞命运决定的关键控制开关之一,能调节肠道干细胞的增殖和分化进程,维持肠道上皮细胞的有序结构和肠道内稳态。本文就Wnt/β-catenin信号在肠上皮更新和再生过程中的作用及调控机制作一综述,旨在为新型饲料添加剂的开发以及畜禽肠道健康管理提供依据。

重组右旋糖酐酶的表达、纯化及性质研究

将Lipomycesstarkeyi CGMCC 2.1390菌株的DEX基因进行PCR扩增并克隆至表达载体pPICZαA上,将重组质粒转化至Pichia pastoris X33细胞中进行甲醇诱导分泌表达。质粒转化至Pichia pastoris X33细胞中,经1%甲醇诱导72h表达重组蛋白,培养基上清中DEX浓度和酶活力分别为14.3mg/L、25648U/L。重组蛋白经过两步层析纯化后,纯度为90%,酶活力回收率为58.4%,比活力为7130U/mg。重组DEX最适反应温度为35℃,最适反应p H值为5.0,酶在低于40℃、p H3.0～8.0稳定。以右旋糖酐20k Da为底物,酶的Km值为6.2×10^(-4)mol/L,Vmax值为4.0×10^(-3)mol/min·L;以右旋糖酐70kDa为底物,酶的K_m=7.4×10^(-5)mol/L,V_(max)=3.0×10^(-3)mol/min·L。Zn^(2+)对酶活力有微弱促进作用,Ca^(2+)对酶活力有轻微抑制。10%Sucrose有利于提高重组DEX的保存稳定性。

农业动物肠道类器官研究进展

由干细胞自组建形成的肠道类器官(Intestinal organoids,IOs)是一种新兴的体外研究模型。这种多功能细胞组成的有机复合体能够高度模拟肠上皮组织,因此被广泛应用于肠道营养学、生理学、毒理学、病理学和药理学研究。近十年来,猪、鸡、牛、羊和兔等农业动物肠道类器官培养体系相继建立,有望成为推动营养素及功能性饲料添加剂活性评价和药物筛选及畜禽肠道疾病机制解析的新平台。文章简要概述IOs的结构和来源,重点结合实验室十年来开展猪肠道干细胞研究的工作经验,归纳总结农业动物IOs培养体系组成及其应用,旨在为IOs技术的应用推广提供指导。

后抗生素时代仔猪肠道健康维持和营养干预

仔猪肠道健康水平是影响养猪效益的重要因素。面对规模化养殖模式下仔猪常见的腹泻型疫病,药物治疗是最有效的干预手段之一。然而,抗生素的大量使用导致猪肉安全质量得不到保障,严重危害了人体健康。在我国药物饲料添加剂即将退出历史舞台的大环境下,如何依托综合措施,包括营养调控手段,维持仔猪肠道健康,保证养猪业可持续发展的问题显得尤为突出。文章综述了仔猪腹泻的诱因及适宜营养素或营养源的抗病促生长机制,以期为建立仔猪肠道健康的营养调控技术、实现猪肉安全高效生产提供新思路。

呕吐毒素对畜禽肠道黏膜屏障功能影响及其防治的研究进展

完整的肠道黏膜屏障是畜禽健康生长的重要保障。呕吐毒素(deoxynivalenol, DON)破坏肠道黏膜结构,削弱肠道黏膜屏障和消化吸收功能,导致畜禽生长受阻,给养殖行业带来巨大的经济损失。本文就DON对畜禽肠道黏膜屏障功能的影响及其防治措施作一综述,为养殖业饲料呕吐毒素预防与防治提供理论参考。

酵母培养物促进干细胞增殖分化、改善小鼠肠上皮完整性

本研究旨在探讨酵母培养物(YC)对小鼠肠道干细胞驱动隐窝绒毛轴更新的影响。试验选取6周龄体重[(19.85±1.45) g]相近的健康C57BL/6雄性小鼠36只,随机分为3组,每组12个重复,每个重复1只。对照组饲喂基础饲粮,0.5%和1.0%YC组分别在基础饲粮中添加0.5%和1.0%YC。试验期10 d。结果显示:1)与对照组相比,0.5%YC组小鼠平均日采食量(ADFI)极显著增加(P<0.01),1.0%YC组小鼠平均日增重(ADG)极显著增加(P<0.01),1.0%YC组小鼠料重比(F/G)显著降低(P<0.05)。2)与对照组相比,1.0%YC组小鼠十二指肠和空肠单位长度重量显著增加(P<0.05)。3)与对照组相比,0.5%和1.0%YC组小鼠空肠总超氧化物岐化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著或极显著增加(P<0.05或P<0.01),1.0%YC组小鼠空肠丙二醛(MDA)含量显著降低(P<0.05)。4)与对照组相比,0.5%和1.0%YC组小鼠空肠绒毛高度(VH)和绒毛高度/隐窝深度(VH/CD)显著增加(P<0.05)。5)与对照组相比,0.5%和1.0%YC组小鼠空肠带状闭合蛋白-1(ZO-1)和闭合蛋白(Occludin)荧光信号强度极显著增加(P<0.01),0.5%和1.0%YC组小鼠空肠ZO-1和Occludin相对表达量极显著上调(P <0.01)。6)与对照组相比,0.5%和1.0%YC组小鼠空肠增殖细胞核抗原(PCNA)荧光信号强度极显著增加(P <0.01),而小鼠空肠裂解半胱天冬酶-3 (cleaved caspase-3)荧光信号强度极显著降低(P<0.01)。7)与对照组相比,0.5%和1.0%YC组小鼠空肠角蛋白20(KRT20)、绒毛蛋白(Villin)、嗜铬粒蛋白A(CGA)荧光信号强度和溶菌酶(LYZ)阳性细胞数量显著或极显著增加(P<0.05或P<0.01)。由此可见,饲粮中添加YC能促进肠道干细胞增殖和分化,抑制细胞凋亡,改善肠道结构和屏障功能,增强肠道抗氧化能力,提高小鼠生长性能。

蛋氨酸及其一碳代谢产物促进肠道上皮更新机制的研究进展

肠道干细胞的更新和再生是维持肠上皮高度活跃性和可塑性的关键,并受肠腔中各种营养素的直接调控。蛋氨酸作为一种必需的膳食分子,具有促进肠细胞蛋白质合成、增强肠上皮屏障功能、控制肠细胞氧化状态和调节肠黏膜免疫反应等功能。蛋氨酸或其一碳代谢产物S-腺苷甲硫氨酸的缺失,会通过下调Wnt/β-连环蛋白和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白敏感型复合体1(mTORC1)等信号转导途径抑制肠道干细胞分裂,致使肠上皮形态和功能紊乱。本文就蛋氨酸的吸收和代谢过程,及其对肠道黏膜屏障功能和肠道干细胞增殖分化的影响作一综述,旨在为蛋氨酸调控肠道更新和再生的临床和生产应用提供参考。

甲氨蝶呤通过抑制Wnt/β-catenin信号通路诱导小鼠肠道损伤

研究旨在探讨甲氨蝶呤(methotrexate, MTX)对小鼠肠上皮更新的影响及其机理。选用体重相近的5～6周龄的昆明小鼠64只,随机分为两组,每组设32个重复,每个重复1只小鼠,连续2 d分别腹腔注射生理盐水和50 mg/kg BW MTX溶液,并于注射后72 h处死小鼠;同时用0.025、0.05、0.10μM和0.20μM MTX处理小鼠结肠癌细胞系CMT-93。结果表明,MTX可显著降低小鼠平均日采食量、日饮水量和日增重(P<0.05);显著降低十二指肠、空肠和回肠肠重(P<0.05),其中空肠肠重降低幅度最大,达到28.14%;MTX导致小鼠空肠绒毛顶部上皮细胞脱落,绒毛高度显著降低(P<0.05),固有层裸露,隐窝增生明显,隐窝深度显著增加(P<0.05),绒毛高度/隐窝深度比值显著降低(P<0.05);空肠中ZO-1、Occludin、β-catenin和PCNA蛋白质表达显著降低(P<0.05),Caspase-3蛋白质表达显著增加(P<0.05);0.025、0.05、0.10μM和0.20μM MTX处理CMT-93细胞24 h即可显著抑制其增殖活性(P<0.05),且抑制效果呈剂量依赖性;0.025μM和0.05μM MTX显著降低CMT-93细胞跨膜电阻值(P<0.05)和ZO-1、Occludin、β-catenin、PCNA蛋白质表达(P<0.05),增加Caspase-3蛋白质表达。结果提示,MTX降低Wnt/β-catenin信号通路活性,抑制肠上皮细胞增殖,促进其凋亡,破坏肠道屏障功能,诱导肠道结构损伤。