Wnt信号调控骨骼肌生长、发育与再生的机制

Wnt信号是一个复杂的蛋白质作用网络,参与调控机体生长、发育、再生等多个生物学过程。骨骼肌是一种动态多样化组织,是动物体维持正常生长、发育必不可少的组成部分,其生长、发育与再生过程受多重因素调控。Wnt信号作为其中一种调控因素,主要通过诱导胚胎期骨骼肌的发生以及激活骨骼肌卫星细胞来调控骨骼肌的生长、发育与再生。近些年来,Wnt信号在骨骼肌生长发育过程中的作用及机制已引起人们的广泛关注,本文系统综述了Wnt信号在骨骼肌发育、自我更新以及肌纤维形成中的作用,旨在为畜牧业生产以及肌肉疾病的治疗提供理论依据。

碱性氨基酸转运载体基因在骨骼肌中的表达规律及其调控

骨骼肌是机体的重要组成成分,与生命体的生长、运动和代谢等密切相关。研究表明,骨骼肌质量的增加主要依赖于蛋白质合成与降解的相对速率,而蛋白质合成的效率与饲粮氨基酸的组成和含量直接相关。赖氨酸(Lys)等碱性氨基酸作为动物体限制性或必需氨基酸,其吸收利用效率对动物的生长发育至关重要。前期研究发现,碱性氨基酸转运载体(CATs)是细胞吸收碱性氨基酸的主要转运载体,在Lys、精氨酸等碱性氨基酸的吸收过程中发挥重要作用。本文就CATs的分类、功能、表达规律及其调控机制等方面进行综述,为机体氨基酸的高效利用和肌肉生长发育调控提供理论参考。

R-spondin1调控骨骼肌生长机制的研究进展

骨骼肌是机体的重要组成部分,Wnt信号网络则是调控其生长的主要枢纽。研究表明,R-spondin1作为Wnt信号网络的增强子,对骨骼肌稳态调节有重要作用。但是,R-spondin1参与其生长的功能和作用机制尚未完全阐明。近期研究发现R-spondin1可介导卫星细胞调控骨骼肌损伤修复,且该过程与Wnt信号网络平衡有关。此外,Wnt信号网络功能发挥具有整体性,而骨骼肌生长对其时序性表达有严格要求。因此,研究R-spondin1调控Wnt信号网络对骨骼肌生长的作用机制,对增强动物生肌潜力具有重要意义。本文综述了R-spondin1参与经典和非经典Wnt信号通路调控骨骼肌生长的功能,期望通过梳理R-spondin1作用机理以寻找新的研究靶点,为骨骼肌生长调控提供理论依据。

氨基酸调控细胞自噬的分子机制

自噬是普遍存在于真核细胞中的一种“自食”现象,主要表现为细胞中损伤的蛋白质或细胞器被自噬体包裹转运至溶酶体进行降解。导致细胞发生自噬的因素有很多,其中营养素缺乏诱导自噬发生的机制一直是研究热点和重点。早期研究表明,氨基酸缺乏诱导的细胞自噬主要是通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白质复合物1(mTORC1)信号通路介导完成。此外,也有研究发现一些非mTORC1信号通路在自噬的调控中扮演着重要的角色,且不同氨基酸缺乏诱导自噬发生的机制并不完全相同。因此,本文旨在对不同氨基酸调控细胞自噬的过程进行归纳总结,系统地综述氨基酸调控细胞自噬的分子机制,以期为精准营养调控提供理论基础。

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。

凉茶渣对育肥猪生长性能、胴体性状和肉品质的影响

为研究凉茶渣对育肥猪生长性能、胴体性状和肉品质的影响,试验选取78头健康、体重90 kg左右的“杜×长×大”三元杂交育肥猪,随机分为2组,每组3个重复,每个重复13头。对照组饲喂基础饲粮,试验组(凉茶渣组)饲喂在基础饲粮中添加4%凉茶渣粉的饲粮。试验预试期7 d,正试期31 d。结果表明:1)与对照组相比,饲粮添加4%凉茶渣粉对育肥猪终末体重、平均日增重、平均日采食量以及料重比无显著影响(P>0.05)。2)与对照组相比,凉茶渣组育肥猪胴体重和眼肌面积分别提高了10.98%和21.88%(P<0.05)。3)与对照组相比,凉茶渣组育肥猪肉色的亮度值、剪切力和滴水损失分别降低了11.58%、26.83%和42.21%(P<0.05),肉色的红度值和大理石纹评分分别提高了16.88%和53.46%(P<0.05)。4)育肥猪肌肉中干物质、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量在2组间无显著差异(P>0.05)。5)与对照组相比,凉茶渣组育肥猪肌肉中谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、脯氨酸、丝氨酸和天冬氨酸的含量显著提高(P<0.05),分别提高了4.88%、12.83%、0.91%、6.65%、8.50%、6.06%、14.23%、15.85%和3.02%;饱和脂肪酸月桂酸、肉豆蔻酸、十七酸和硬脂酸的含量显著下降(P<0.05),分别降低了26.67%、14.71%、21.43%和16.17%;不饱和脂肪酸棕榈烯酸、油酸、花生四烯酸、亚麻酸、花生三烯酸和芥酸的含量显著提高(P<0.05),分别提高了24.34%、6.61%、43.14%、12.71%、58.33%和40.00%;肌苷酸含量显著提高了11.27%(P<0.05)。由此可见,在育肥猪饲粮中添加4%凉茶渣粉不仅可以显著提高育肥猪胴体性状,改善猪肉品质,而且对生长性能无负面影响。

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。

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。

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。

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。

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。