豬腸道堿性氨基酸轉運載體mRNA表達的組織特異性及發(fā)育變化

1、豬腸道堿性氨基酸轉運載體mRNA表達的組織特異性及發(fā)育變化華南農(nóng)業(yè)大學動物科學學院 馮定遠 2022/8/111氨基酸轉運載體的調控 蛋白或氨基酸利用率在傳統(tǒng)營養(yǎng)中是一個非常重要的指標。日糧中氨基酸和蛋白水平影響小腸氨基酸和肽轉運系統(tǒng)的表達，這觀點已很早提出來（Wolfram等，1984） 。 近十年，編碼哺乳動物轉運氨基酸和二肽、三肽的轉運蛋白的cDNAs 序列被克隆，使揭示日糧氨基酸和蛋白對小腸氨基酸轉運載體表達的影響成為可能。 2022/8/112飼料氨基酸在體內的消化和代謝2022/8/113氨基酸經(jīng)上皮細胞轉運途徑1,一種是穿過細胞膜的經(jīng)細胞轉運通道（transecellular t

2、ransport）,又分為兩類。 (1)一類是由基頂向基底膜的轉運，稱為吸收，如存在于基頂膜的氨基酸轉運載體； (2)另一類是由基底向基頂膜的轉運，稱為分泌，如基底膜的氨基酸轉運載體介導的轉運。2,另一種是穿過側細胞間隙的細胞旁路通道（paracellular transport）。2022/8/114腸上皮微觀結構及氨基酸轉運途徑2022/8/115腸道粘膜細胞刷狀緣頂端存在的轉運系統(tǒng)1,Na+依賴性中性氨基酸轉運系統(tǒng)B0+，Na+依賴性中性和堿性氨基酸轉運系統(tǒng)B0+，2,Na+和K+依賴性酸性氨基酸轉運系統(tǒng)XAG，3,H+驅動脯氨酸和甘氨基酸轉運系統(tǒng)IMINO(PAT)，4,Na+依賴性中

3、性氨基酸轉運系統(tǒng)ASC，5,非Na+依賴性中性和堿性氨基酸轉運系統(tǒng)b0,+。2022/8/116腸道粘膜細胞基底部位存在的轉運系統(tǒng)1,Na+依賴性中性氨基酸轉運系統(tǒng)A和N，2,Na+依賴性堿性氨基酸轉運系統(tǒng)y+L，3,非Na+依賴性中性氨基酸轉運系統(tǒng)asc和L。2022/8/117哺乳動物主要堿性氨基酸轉運載體2022/8/118腸道堿性氨基酸的轉運機制2022/8/119不同的物種，起關鍵作用的氨基酸不同。攝食賴氨酸含量豐富的雞，其小腸刷狀緣膜的b0,+類似的賴氨酸轉運提高。在人Caco-2腸細胞模型中，用胞外賴氨酸培養(yǎng)細胞2天后，b0,+轉運活性持續(xù)下降。2022/8/1110物種之間的差

4、異，使得對不同物種的氨基酸和肽轉運過程不能從一個物種推斷到另一物種。 關于豬腸道中氨基酸轉運載體mRNA表達的組織特異性的研究至今未見報道。 2022/8/1111目前豬基因組測序的完成還未完成。我們首次克隆了三個堿性氨基酸轉運載體基因mRNA的部分序列，為從分子水平研究轉運載體基因表達奠定了基礎(周響艷等 2007)。2022/8/1112成功克隆豬腸道氨基酸轉運載體b0,+AT和y+LAT1 cDNA的部分片斷，其長度分別為1118bp和302bp，基因庫登陸序列號分別為EF127855和EF127856;與人的b0,+AT和y+LAT1 cDNA序列進行同源性比較分析發(fā)現(xiàn)，同源性分別為8

5、7.6%和95.7%。 2022/8/1113b0,+AT427bpy+LAT1302bpb0,+AT447bpb0,+AT407bpb0,+AT635bpb0,+AT和y+LAT1基因PCR擴增的電泳圖100250500750100020002022/8/1114b0,+AT427bpy+LAT1302bpb0,+AT635bpb0,+AT407bp菌液鑒定PCR電泳圖b0,+AT447bp100250500100020002022/8/1115為了研究豬腸道堿性氨基酸轉運載體mRNA表達的發(fā)育性變化，我們選擇了長白豬和廣東地方品種藍塘豬作為試驗動物(周響艷等 2007) 。2022/8/1

6、116純種藍塘豬和長白豬1日齡150日齡2022/8/1117豬腸道堿性氨基酸轉運載體mRNA表達的組織特異性兔小腸粘膜細胞不同氨基酸轉運載體mRNA的表達從空腸到回腸逐漸升高（Munck等，1992） 。與我們的研究的結果基本一致，即豬腸道四種堿性氨基酸轉運載體b0,+AT、y+LAT1、CAT1和CAT2的mRNA表達回腸均高于空腸。在我們進行的肉雞腸道堿性氨基酸轉運載體mRNA表達的研究中，嶺南黃肉雞，rBAT和y+LAT2 mRNA表達回腸高于空腸，與豬的研究結果一致。 2022/8/1118rBAT mRNA的表達豐度在小腸的表達呈升高趨勢，即回腸高于空腸，空腸高于十二指腸，十二指腸

7、高于結腸，與我們的研究的結果CAT1 mRNA在 不同腸段的表達比較一致，與b0,+AT、y+LAT1和CAT2的mRNA表達不一致； 2022/8/1119b0,+AT, CAT1和CAT2回腸mRNA表達豐度顯著高于十二指腸和空腸。表明了腸道遠端有吸收那些未在腸道近段吸收的氨基酸的作用，從而更有效地吸收氨基酸。 2022/8/1120 2022/8/1121我們的研究結果發(fā)現(xiàn)，CAT1和CAT2的mRNA在不同腸段的表達豐度比b0,+AT和y+LAT1相對要低。證實了我們的肉雞研究的推測：堿性氨基酸轉運系統(tǒng)b0,+ 和y+L是在腸道堿性氨基酸吸收中起主要作用，y+系統(tǒng)不是主要的轉運系統(tǒng)。2

8、022/8/1122我們的研究結果表明，存在于腸細胞刷狀緣的堿性氨基酸轉運系統(tǒng)b0,+和存在于基底膜的轉運系統(tǒng)y+L的轉運載體mRNA在十二指腸、空腸和回腸的表達豐度都高于y+系統(tǒng)的CAT1和CAT2，據(jù)此可推測系統(tǒng)b0,+和y+L是腸道近端堿性氨基酸吸收的主要轉運系統(tǒng)。2022/8/1123b0,+AT和y+LAT1回腸mRNA表達高于十二指腸和空腸，這說明氨基酸的吸收主要在腸道近段。但腸道遠端對未被吸收的氨基酸進行吸收也是非常重要的，這樣腸道就能更大程度吸收氨基酸。 2022/8/1124豬腸道堿性氨基酸轉運載體mRNA表達的發(fā)育性變化 十二指腸和回腸中b0,+AT和y+LAT1 mRNA

9、的表達分別具有類似的發(fā)育性變化，空腸中這兩個基因mRNA表達的發(fā)育性變化與十二指腸和回腸有較大的差異，這表明腸道不同部位在堿性氨基酸吸收功能上可能存在差異。 2022/8/1125我們的試驗發(fā)現(xiàn)b0,+AT和y+LAT1 mRNA在十二指腸的表達豐度。這表明b0,+AT和y+LAT1 mRNA的表達在十二指腸在長白豬和藍塘豬具有相似的發(fā)育性變化。長白和藍塘豬回腸中，b0,+AT mRNA的表達在30-150d呈逐漸上升的趨勢，150d達最高，y+LAT1 mRNA的表達在1-30d各個時期差異都不顯著，60d都顯著升高，90d顯著下降，150d又顯著升高到60d時水平；長白和藍塘豬空腸中，b0

10、,+AT mRNA的表達在60d都達到最高，且與其他各個階段都達到顯著水平，y+LAT1 mRNA的表達都在90d時達到最低水平。 2022/8/1126兩個品種豬同一基因在不同腸段，其mRNA表達的發(fā)育性變化有所差異，同一基因在不同品種豬的十二指腸和回腸具有類似的發(fā)育性變化，空腸的發(fā)育性變化差異較大。 2022/8/1127比較斷奶前后b0,+AT和y+LAT1 mRNA在十二指腸、空腸和回腸的表達都有所下降。表明斷奶應激導致各個腸段堿性氨基酸轉運載體mRNA表達豐度下降，這可能是斷奶應激造成豬腸道形態(tài)結構的變化，即腸絨毛萎縮，隱窩加深，而影響?zhàn)B分在腸道吸收的主要原因。2022/8/1128

11、腸道堿性氨基酸轉運載體b0,+AT和y+LAT1的mRNA在各腸段的表達豐度都較y+系統(tǒng)的CAT1和CAT2要高，這表明腸道y+系統(tǒng)在氨基酸吸收中可能不是起主要作用的氨基酸轉運載體。 2022/8/1129這些結果表明兩個品種豬CAT1 mRNA在不同腸段表達的發(fā)育性變化基本相似，同一階段的表達豐度有所差異，長白豬有高于藍塘的趨勢。 2022/8/1130我們的研究表明，豬堿性氨基酸轉運載體b0,+AT、y+LAT1、CAT1和CAT2 mRNA表達的發(fā)育性變化在十二指腸、空腸和回腸都有較大差異。不同品種豬的十二指腸和回腸中b0,+AT、y+LAT1和CAT1 mRNA表達的發(fā)育性變化分別存在

12、有相似的發(fā)育規(guī)律，CAT2 mRNA表達的發(fā)育性變化規(guī)律都存在差異，但其mRNA表達的高峰時期及其下降幅度等存在差異。不同品種豬y+LAT1和CAT2 mRNA表達的發(fā)育性變化規(guī)律不同。b0,+AT、y+LAT1、CAT1和CAT2 mRNA 表達的發(fā)育性變化也存在品種差異。2022/8/1131十二指腸堿性氨基酸轉運載體 mRNA表達的發(fā)育性變化2022/8/1132空腸堿性氨基酸轉運載體 mRNA表達的發(fā)育性變化2022/8/1133回腸堿性氨基酸轉運載體mRNA表達的發(fā)育性變化2022/8/1134藍塘和長白豬十二指腸、空腸和回腸中b0,+AT、y+LAT1、CAT1和CAT2 mRNA

13、表達的發(fā)育性變化趨勢分別存在較大差異；藍塘和長白豬的十二指腸和回腸中b0,+AT、y+LAT1和CAT1 mRNA表達的發(fā)育性變化分別存在有相似的發(fā)育規(guī)律，但其mRNA表達的高峰時期及其下降幅度等存在差異；CAT2 mRNA表達的發(fā)育性變化規(guī)律在不同腸段都存在較大的差異。 2022/8/11352022/8/1136豬日糧中添加乳酸菌，對十二指腸和空腸b0,+AT、y+LAT1 、CAT1和CAT2 mRNA的表達豐度都有提高的趨勢，且在空腸b0,+AT和十二指腸y+LAT1 mRNA的表達達到顯著水平；對回腸y+LAT1和CAT1 mRNA的表達豐度有提高的趨勢，但差異不顯著。2022/8/1137長白豬腸道中b0,+AT和y+LAT1 mRNA表達的組織特異性有所差異。 b0,+AT mRNA表達豐度回腸極顯著高于十二指腸，空腸和結