猪肠道碱性氨基酸转运载体mRNA表达的组织特异性及发育变化

1、猪肠道碱性氨基酸转运载体mRNA表达的组织特异性及发育变化华南农业大学动物科学学院 冯定远 2022/8/111氨基酸转运载体的调控 蛋白或氨基酸利用率在传统营养中是一个非常重要的指标。日粮中氨基酸和蛋白水平影响小肠氨基酸和肽转运系统的表达，这观点已很早提出来（Wolfram等，1984） 。 近十年，编码哺乳动物转运氨基酸和二肽、三肽的转运蛋白的cDNAs 序列被克隆，使揭示日粮氨基酸和蛋白对小肠氨基酸转运载体表达的影响成为可能。 2022/8/112饲料氨基酸在体内的消化和代谢2022/8/113氨基酸经上皮细胞转运途径1,一种是穿过细胞膜的经细胞转运通道（transecellular t

2、ransport）,又分为两类。 (1)一类是由基顶向基底膜的转运，称为吸收，如存在于基顶膜的氨基酸转运载体； (2)另一类是由基底向基顶膜的转运，称为分泌，如基底膜的氨基酸转运载体介导的转运。2,另一种是穿过侧细胞间隙的细胞旁路通道（paracellular transport）。2022/8/114肠上皮微观结构及氨基酸转运途径2022/8/115肠道粘膜细胞刷状缘顶端存在的转运系统1,Na+依赖性中性氨基酸转运系统B0+，Na+依赖性中性和碱性氨基酸转运系统B0+，2,Na+和K+依赖性酸性氨基酸转运系统XAG，3,H+驱动脯氨酸和甘氨基酸转运系统IMINO(PAT)，4,Na+依赖性中

3、性氨基酸转运系统ASC，5,非Na+依赖性中性和碱性氨基酸转运系统b0,+。2022/8/116肠道粘膜细胞基底部位存在的转运系统1,Na+依赖性中性氨基酸转运系统A和N，2,Na+依赖性碱性氨基酸转运系统y+L，3,非Na+依赖性中性氨基酸转运系统asc和L。2022/8/117哺乳动物主要碱性氨基酸转运载体2022/8/118肠道碱性氨基酸的转运机制2022/8/119不同的物种，起关键作用的氨基酸不同。摄食赖氨酸含量丰富的鸡，其小肠刷状缘膜的b0,+类似的赖氨酸转运提高。在人Caco-2肠细胞模型中，用胞外赖氨酸培养细胞2天后，b0,+转运活性持续下降。2022/8/1110物种之间的差

4、异，使得对不同物种的氨基酸和肽转运过程不能从一个物种推断到另一物种。 关于猪肠道中氨基酸转运载体mRNA表达的组织特异性的研究至今未见报道。 2022/8/1111目前猪基因组测序的完成还未完成。我们首次克隆了三个碱性氨基酸转运载体基因mRNA的部分序列，为从分子水平研究转运载体基因表达奠定了基础(周响艳等 2007)。2022/8/1112成功克隆猪肠道氨基酸转运载体b0,+AT和y+LAT1 cDNA的部分片断，其长度分别为1118bp和302bp，基因库登陆序列号分别为EF127855和EF127856;与人的b0,+AT和y+LAT1 cDNA序列进行同源性比较分析发现，同源性分别为8

5、7.6%和95.7%。 2022/8/1113b0,+AT427bpy+LAT1302bpb0,+AT447bpb0,+AT407bpb0,+AT635bpb0,+AT和y+LAT1基因PCR扩增的电泳图100250500750100020002022/8/1114b0,+AT427bpy+LAT1302bpb0,+AT635bpb0,+AT407bp菌液鉴定PCR电泳图b0,+AT447bp100250500100020002022/8/1115为了研究猪肠道碱性氨基酸转运载体mRNA表达的发育性变化，我们选择了长白猪和广东地方品种蓝塘猪作为试验动物(周响艳等 2007) 。2022/8/1

6、116纯种蓝塘猪和长白猪1日龄150日龄2022/8/1117猪肠道碱性氨基酸转运载体mRNA表达的组织特异性兔小肠粘膜细胞不同氨基酸转运载体mRNA的表达从空肠到回肠逐渐升高（Munck等，1992） 。与我们的研究的结果基本一致，即猪肠道四种碱性氨基酸转运载体b0,+AT、y+LAT1、CAT1和CAT2的mRNA表达回肠均高于空肠。在我们进行的肉鸡肠道碱性氨基酸转运载体mRNA表达的研究中，岭南黄肉鸡，rBAT和y+LAT2 mRNA表达回肠高于空肠，与猪的研究结果一致。 2022/8/1118rBAT mRNA的表达丰度在小肠的表达呈升高趋势，即回肠高于空肠，空肠高于十二指肠，十二指肠

7、高于结肠，与我们的研究的结果CAT1 mRNA在 不同肠段的表达比较一致，与b0,+AT、y+LAT1和CAT2的mRNA表达不一致； 2022/8/1119b0,+AT, CAT1和CAT2回肠mRNA表达丰度显著高于十二指肠和空肠。表明了肠道远端有吸收那些未在肠道近段吸收的氨基酸的作用，从而更有效地吸收氨基酸。 2022/8/1120 2022/8/1121我们的研究结果发现，CAT1和CAT2的mRNA在不同肠段的表达丰度比b0,+AT和y+LAT1相对要低。证实了我们的肉鸡研究的推测：碱性氨基酸转运系统b0,+ 和y+L是在肠道碱性氨基酸吸收中起主要作用，y+系统不是主要的转运系统。2

8、022/8/1122我们的研究结果表明，存在于肠细胞刷状缘的碱性氨基酸转运系统b0,+和存在于基底膜的转运系统y+L的转运载体mRNA在十二指肠、空肠和回肠的表达丰度都高于y+系统的CAT1和CAT2，据此可推测系统b0,+和y+L是肠道近端碱性氨基酸吸收的主要转运系统。2022/8/1123b0,+AT和y+LAT1回肠mRNA表达高于十二指肠和空肠，这说明氨基酸的吸收主要在肠道近段。但肠道远端对未被吸收的氨基酸进行吸收也是非常重要的，这样肠道就能更大程度吸收氨基酸。 2022/8/1124猪肠道碱性氨基酸转运载体mRNA表达的发育性变化 十二指肠和回肠中b0,+AT和y+LAT1 mRNA

9、的表达分别具有类似的发育性变化，空肠中这两个基因mRNA表达的发育性变化与十二指肠和回肠有较大的差异，这表明肠道不同部位在碱性氨基酸吸收功能上可能存在差异。 2022/8/1125我们的试验发现b0,+AT和y+LAT1 mRNA在十二指肠的表达丰度。这表明b0,+AT和y+LAT1 mRNA的表达在十二指肠在长白猪和蓝塘猪具有相似的发育性变化。长白和蓝塘猪回肠中，b0,+AT mRNA的表达在30-150d呈逐渐上升的趋势，150d达最高，y+LAT1 mRNA的表达在1-30d各个时期差异都不显著，60d都显著升高，90d显著下降，150d又显著升高到60d时水平；长白和蓝塘猪空肠中，b0

10、,+AT mRNA的表达在60d都达到最高，且与其他各个阶段都达到显著水平，y+LAT1 mRNA的表达都在90d时达到最低水平。 2022/8/1126两个品种猪同一基因在不同肠段，其mRNA表达的发育性变化有所差异，同一基因在不同品种猪的十二指肠和回肠具有类似的发育性变化，空肠的发育性变化差异较大。 2022/8/1127比较断奶前后b0,+AT和y+LAT1 mRNA在十二指肠、空肠和回肠的表达都有所下降。表明断奶应激导致各个肠段碱性氨基酸转运载体mRNA表达丰度下降，这可能是断奶应激造成猪肠道形态结构的变化，即肠绒毛萎缩，隐窝加深，而影响养分在肠道吸收的主要原因。2022/8/1128

11、肠道碱性氨基酸转运载体b0,+AT和y+LAT1的mRNA在各肠段的表达丰度都较y+系统的CAT1和CAT2要高，这表明肠道y+系统在氨基酸吸收中可能不是起主要作用的氨基酸转运载体。 2022/8/1129这些结果表明两个品种猪CAT1 mRNA在不同肠段表达的发育性变化基本相似，同一阶段的表达丰度有所差异，长白猪有高于蓝塘的趋势。 2022/8/1130我们的研究表明，猪碱性氨基酸转运载体b0,+AT、y+LAT1、CAT1和CAT2 mRNA表达的发育性变化在十二指肠、空肠和回肠都有较大差异。不同品种猪的十二指肠和回肠中b0,+AT、y+LAT1和CAT1 mRNA表达的发育性变化分别存在

12、有相似的发育规律，CAT2 mRNA表达的发育性变化规律都存在差异，但其mRNA表达的高峰时期及其下降幅度等存在差异。不同品种猪y+LAT1和CAT2 mRNA表达的发育性变化规律不同。b0,+AT、y+LAT1、CAT1和CAT2 mRNA 表达的发育性变化也存在品种差异。2022/8/1131十二指肠碱性氨基酸转运载体 mRNA表达的发育性变化2022/8/1132空肠碱性氨基酸转运载体 mRNA表达的发育性变化2022/8/1133回肠碱性氨基酸转运载体mRNA表达的发育性变化2022/8/1134蓝塘和长白猪十二指肠、空肠和回肠中b0,+AT、y+LAT1、CAT1和CAT2 mRNA

13、表达的发育性变化趋势分别存在较大差异；蓝塘和长白猪的十二指肠和回肠中b0,+AT、y+LAT1和CAT1 mRNA表达的发育性变化分别存在有相似的发育规律，但其mRNA表达的高峰时期及其下降幅度等存在差异；CAT2 mRNA表达的发育性变化规律在不同肠段都存在较大的差异。 2022/8/11352022/8/1136猪日粮中添加乳酸菌，对十二指肠和空肠b0,+AT、y+LAT1 、CAT1和CAT2 mRNA的表达丰度都有提高的趋势，且在空肠b0,+AT和十二指肠y+LAT1 mRNA的表达达到显著水平；对回肠y+LAT1和CAT1 mRNA的表达丰度有提高的趋势，但差异不显著。2022/8/1137长白猪肠道中b0,+AT和y+LAT1 mRNA表达的组织特异性有所差异。 b0,+AT mRNA表达丰度回肠极显著高于十二指肠，空肠和结