葡萄糖感应机制与肠道内分泌调控的研究进展

动物肠道具有感应肠腔葡萄糖的功能,机体通过葡萄糖激酶(GCK)、味觉受体、葡萄糖转运蛋白GLUT2、mTORC1信号通路及AMPK等机制感应葡萄糖,影响肠道内分泌细胞(enteroendocrine cells,EECs)分泌激素,形成复杂的内分泌调控网络,调节机体营养物质代谢和采食行为等重要生理活动。文章综述了动物葡萄糖的感应机制及其对肠道内分泌调控的影响。     

肠道内分泌与营养素感应系统

动物肠道内消化代谢产生的各种营养素或其他化学物质,能够通过肠道内分泌和营养素感应系统发挥生理效应。作为肠道内分泌和营养素感应系统重要的组成部分,肠道内分泌细胞通过表面的感应受体(氨基酸感应受体、脂肪酸感应受体和葡萄糖感应受体等),识别感应肠道内各类营养素,不仅调节营养素吸收和代谢,同时能够分泌脑肠肽(胰高血糖素样肽-1、酪酪肽、胆囊收缩素等)。脑肠肽通过由中枢神经系统、自主神经系统以及肠神经系统构成的脑肠神经网络,参与调控机体摄食行为及其他生理功能。本文就动物肠道内分泌系统、脑肠轴以及营养素感应受体等方面研究进展进行综述。     

动物消化道脂类物质感应机制及其EECs调控

肠道具有感应功能,能够感应肠腔内的营养物质,通过影响肠道内分泌细胞(EECs)的分泌功能调节营养代谢等生理活动。机体对脂类物质的感应主要通过与游离脂肪酸受体、G-蛋白偶联受体、胆固醇感应蛋白相互作用,影响EECs分泌功能,从而发挥调节作用。     

断奶仔猪日粮添加人工甜味剂可提高钠/葡萄糖共转运载体的表达

在当今集约化养殖日益突出的环境下,缩短仔猪断奶日龄可以提高母猪的年产仔猪数量。然而,这种人为干预会导致小猪出现营养吸收紊乱,表现出腹泻、营养不良和脱水等症状。为了预防这些症状,研究人员提出了很多解决方案。人工合成的甜味剂由于能够改善日粮的适口性而被广泛应用于仔猪日粮中。本研究证明了在仔猪日粮中添加含人工合成甜味剂糖精钠和新橙皮苷二氢查耳酮(NHDC)的产品能够提高SGLT1的表达以及肠道对葡萄糖的转运能力,T1R2、T1R3和味导素在仔猪肠道内分泌细胞中共同表达生成,并且一些肠道内分泌激素与日粮的碳水化合物、类胰高血糖素肽(GLP1和GLP2)、葡萄糖依赖促胰岛素肽(GIP)相互作用且和I型GTP结合蛋白耦联受体(T1R)以及味导素等在肠道共表达,仅仅很少数目的L-型和K-型内分泌细胞能够表达这些味觉因子且与I型GTP结合蛋白耦联受体和5-羟色胺共同表达释放。此外,本研究亦证明了人T1R3的抑制剂(Lactisole)不能抑制仔猪肠道SGLT1的表达。总之,通过对甜味剂上调SGLT1机理的深入研究有助于营养学家更深入地了解如何更好地预防仔猪断奶相关的营养吸收不良等问题的发生。     

胰高血糖素样肽-2及其受体与胃肠道的发育

胰高血糖素样肽-2(GLP-2)是由胰高血糖素原基因表达并切割得到的一种33肽。它在肠道、胰腺及脑中都有表达,组织特异性的加工过程使得胰高血糖素原在不同的组织表达产物不同,肠道中以GLP-1和GLP-2为主。肠道中GLP在营养物质、神经系统及内分泌激素的调控下由L细胞分泌,最终又被二酰肽肽酶Ⅳ(DPPⅣ)降解经肾脏代谢掉。经DPPⅣ降解后得到的产物GLP-2(3-33)可以作为GLP-2的拮抗剂使用。GLP-2能通过抑制胃肠的运动和分泌,加快营养的转运,从而增强肠道对营养物质的吸收能力。此外GLP-2还被报道有抑制摄食的作用。GLP-2对肠道的营养作用主要表现为刺激隐窝细胞的增殖,抑制黏膜细胞的凋亡。GLP-2是通过G蛋白偶联受体发挥作用的,而GLP-2受体(GLP-2R)在肠道主要在神经元细胞和内分泌细胞上,其中的信号转导机制目前看来包含多种途径。从其对胃肠道的作用出发,有广阔的应用前景。     

游离脂肪酸对畜禽肠道内分泌细胞作用的研究进展

脂肪酸是机体不可或缺的营养元素,长链脂肪酸主要存在于动、植物油中,短链脂肪酸则主要由肠道微生物发酵产生。肠道内分泌细胞(EECs)是胃肠道特化的一种上皮细胞,构成了机体最大的内分泌器官。肠道中的游离脂肪酸通过各种途径调节EECs分泌胃肠激素,在胃肠道的生理功能、营养代谢、摄食行为和免疫调节等方面具有重要作用。本文综述了脂肪酸对畜禽肠道EECs的作用,旨在为其调控畜禽肠道健康、生长发育以及相关疾病的防治提供参考。     

TGF-β在肠道中的分布及其在鸡肠道损伤中的作用

肠道作为机体与外界相通的器官,起到一个重要的屏障功能。但肠道也极易发生损伤。转化生长因子β(TGF-β)在小肠绒毛中表达丰富。TGF-β/Smads信号通路主要由TGF-βs、TβR和Smads蛋白组成。TGF-β/Smads信号在肠道损伤的产生、发展中起到重要的调控作用。本文介绍了TGF-β/Smads信号通路,并综述了TGF-β在肠黏膜上皮的分布以及其鸡在肠黏膜损伤中的作用。     

N-氨甲酰谷氨酸、脯氨酸及腐胺对仔猪空肠和回肠Na+依赖性中性氨基酸转运载体2表达及营养感应信号的调控作用

本研究旨在探讨Na~+依赖性中性氨基酸转运载体2(SNAT2)介导多胺及其前体物质对仔猪肠黏膜营养感应信号的调控作用。试验选取32头哺乳仔猪,随机分为4组,每组8头猪,自出生当日开始,每日2次分别灌服生理盐水(对照组)、腐胺(5 mg/kg BW)、脯氨酸(25 mg/kg BW)和N-氨甲酰谷氨酸(NCG,8 mg/kg BW)。14日龄断奶,断奶第3天采血后屠宰,采集空肠和回肠样品。结果表明:与对照组相比,灌服腐胺、脯氨酸和NCG显著提高仔猪平均日增重(P0.05);灌服腐胺和NCG显著提高空肠和回肠黏膜SNAT2的蛋白表达水平(P0.05);灌服脯氨酸和NCG显著提高了空肠黏膜氨基酸转运感应相关基因[质子耦合氨基酸转运蛋白1(PAT1)、钙感应受体(CasR)、磷脂酶Cβ2(PLCβ2)和味觉受体1家族成员3(T1R3)]的mRNA相对表达量(P0.05),NCG还显著上调哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路相关基因[促分裂原活化蛋白激酶3(MAP4K3)和mTOR]的mRNA相对表达量(P0.05);灌服NCG显著提高了血清中胆囊收缩素(CCK)含量(P0.05)及空肠黏膜CCK受体mRNA相对表达量(P0.05)。综上所述,NCG可通过上调仔猪肠道氨基酸转运载体相关基因的表达,调节氨基酸感应途径信号分子的释放和基因表达。     

动物鲜味受体的研究进展及其基因表达调控

动物的鲜味受体包括代谢型谷氨酸受体(m GluR)和味觉受体异源二聚体(T1R1/T1R3),是C型G蛋白偶联受体,N末端捕蝇草模块(VFT)区域可与鲜味配体结合,识别鲜味。本文主要论述了鲜味受体的研究进展、鲜味识别转导机制及鲜味受体基因的表达调控等,以期为相关研究提供参考。     

基于网络药理学及分子对接技术研究黄芪调控仔猪肠道菌群失调性腹泻的作用

【目的】基于网络药理学及分子对接技术研究黄芪调控仔猪肠道菌群失调性腹泻的有效活性成分及其作用机制。【方法】从TCMSP数据库搜集黄芪中药化合物成分,并获取其潜在靶点。利用GeneCards和OMIM数据库搜集肠道菌群失调性腹泻(flora imbalance diarrhea)的作用靶点,将两者预测的潜在作用靶点进行映射,获得共同作用靶点。运用STRING数据库构建靶点蛋白-蛋白相互作用(PPI)关系,用Cytoscape_3.8.0软件对其网络进行拓扑分析,用DAVID数据库对共同作用靶点进行富集分析,用AutoDuck_4.2.6软件对其核心成分与核心靶点进行分子对接。【结果】黄芪含有11个调控仔猪肠道菌群失调性腹泻核心成分,其对应靶点基因65个,疾病靶点854个,交集靶点25个。PPI网络中显示肿瘤坏死因子(TNF)、转录因子AP-1(JUN)、半胱氨酸蛋白酶-3(CASP3)、白细胞介素-6(IL6)、NF-κB抑制剂α(NFKBIA)、IL1B、IL10、细胞肿瘤抗原p53(TP53)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARG)、C-C基序趋化因子2(CCL2)为关键靶点。GO功能和KEGG通路富集分析发现,黄芪有效成分主要通过美国锥虫病、炎症性肠病、阿米巴病、细胞因子-细胞因子受体相互作用、A型流感、疟疾、T细胞受体信号通路、沙门菌感染等信号通路参与转录调控、免疫反应、细胞对脂多糖的反应等生物过程。分子对接结果显示,槲皮素、山奈酚、芒柄花素等核心成分与TNF、IL1B等关键靶点结合紧密,亲和力较好。【结论】黄芪可能通过槲皮素、山奈酚、芒柄花素等主要活性成分作用于TNF、IL1B等靶点,通过参与美国锥虫病、炎症性肠病、疟疾、T细胞受体信号通路、沙门菌感染等信号通路进而治疗仔猪肠道菌群失调性腹泻。     

甜味识别与转导机理

甜味是动物最喜好的基本味感,甜味食物通常能为机体提供所需的碳水化合物。功能学研究表明,甜味是由T1R2和T1R3介导的。它们单独存在时是糖的低亲和力受体;它们以异二聚体存在时,是糖和各种人工甜味剂的高亲和力受体。T1R2和T1R3在甜味感受中发挥着不同的作用。T1R2的N端是某些甜味剂(如阿斯巴甜和莫内林)的重要结合位点,C端跨膜区与G蛋白偶联;T1R3的跨膜区也是某些甜味剂的结合位点,该部位可能在受体的激活过程中发挥着关键作用。甜味受体具有多个结合位点,用以识别结构各异的甜味物质。由于甜味化合物化学构成不同,甜味信息的转导可能存在着不同的路径。     

早期粪菌移植对仔猪肠道发育、肠道菌群组成和肠道激素分泌的影响

本试验旨在研究早期粪菌移植(FMT)对仔猪肠道发育、肠道菌群组成、肠道激素分泌的影响。选取相同出生日期的新生"长×荣"二杂仔猪6窝,分为2组,每组3窝。在出生后3～7 d,FMT组仔猪每天灌喂1 mL健康成年猪的粪便菌悬液,对照组仔猪灌喂等量无菌生理盐水。28日龄时,每组挑选接近平均体重的6头健康仔猪采集静脉血后屠宰,收集相应肠道及内容物样品用于组织形态、激素水平、基因表达和肠道菌群组成的检测。结果表明:1)与对照组仔猪相比,FMT组仔猪平均日增重(ADG)提高了约20%(P0.01),十二指肠绒毛高度极显著降低(P0.01),而隐窝深度极显著增加(P0.01)。2)与对照组仔猪相比,FMT组仔猪血清中胆囊收缩素(CCK)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和饥饿素(ghrelin)这3种肠道激素的水平不同程度增加,其中GLP-1和ghrelin的水平达到显著水平(P0.05);FMT组仔猪回肠中CCK和ghrelin表达水平显著或极显著增加(P0.05或P0.01),CCK的受体胆囊收缩素A受体(CCKAR)和胆囊收缩素B受体(CCKBR)的mRNA相对表达量同样显著或极显著增加(P 0.05或P 0.01),而ghrelin的受体生长激素促分泌素受体(GHSR)的mRNA相对表达量无显著变化(P0.05);FMT组仔猪结肠中GLP-1的表达水平极显著升高(P0.01),其受体胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)的mRNA相对表达量有上升趋势(P0.05)。3)FMT明显改变了受体仔猪回肠中的菌群结构,增加了结肠菌群的alpha多样性。在门水平上,与对照组仔猪相比,FMT组仔猪回肠中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度增加,而变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度减少;在属水平上,与对照组仔猪相比,FMT组仔猪回肠中乳杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度减少,SMB53、Sarcina和棒状杆菌属(Corynebacterium)的相对丰度增加。2组仔猪的结肠菌群组成差异不明显。4)将肠道中相对丰度排在前3位的菌群与肠道激素表达水平进行Spearman相关性分析,发现回肠中韦荣球菌属(Veillonella)和嗜血杆菌属(Haemophilus)的相对丰度与GLP-1表达水平呈显著负相关(P0.05);结肠中颤螺菌属(Oscillospira)的相对丰度与GLP-1表达水平呈极显著正相关(P0.01),密螺旋体属(Treponema)的相对丰度与CCK表达水平呈显著正相关(P0.05),而瘤胃球菌属(Ruminococcus)和拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度与CCK表达水平呈显著负相关(P0.05)。这些结果表明早期FMT能够加速受体仔猪的生长和肠道发育,并通过干预肠道菌群组成的变化影响肠道激素的分泌和传递。     

甜味受体的营养研究进展及其基因表达调控

甜味受体(T1R2/T1R3)属于G蛋白耦联受体(GPCR)C家族的成员,是一种通过非共价键结合且具有7个α螺旋跨膜结构域(TMD)和N末端胞外结构域(NTD)结构的异源二聚体。甜味分子通过与T1R2/T1R3上的关键结合位点相互作用,使T1R2/T1R3由失活状态的收缩构象变为激活状态的展开构象,并经由环腺苷酸(cAMP)途径和三磷酸肌醇/二酯酰甘油(IP3/DAG)途径,最终引起胞内游离钙离子(Ca~(2+))浓度的上升和甜味细胞膜的去极化,产生甜味味觉信号并传导至甜味味觉传入神经丛,最后传导至大脑皮层味觉神经中枢,感知味觉。文章综述了T1R2/T1R3的生物学特征、甜味信号的转导机制、T1R2/T1R3的基因表达调控和反馈调节以及前景展望。     

香猪睾丸间质细胞TAS1R3基因干扰后对自噬相关因子的影响

旨在探究TAS1R3基因通过mTOR对从江香猪自噬相关基因表达的影响。本试验选择30日龄健康雄性从江香猪3头，采集睾丸组织并培养出睾丸间质细胞。将构建成功的干扰载体和空载体转染至细胞中，利用qRT-PCR检测其对TAS1R3基因表达影响，运用qRT-PCR和Western blot检测TAS1R3基因干扰后对味觉受体第一家族一号受体(TAS1R1)、细胞外信号调节激酶1(ERK1)、细胞外信号调节激酶2(ERK2)、雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、BECN1和微管相关蛋白1轻链3β(MAP1LC3B)表达的影响。结果表明，当TAS1R3基因被干扰后，相较于shRNA-NC对照组，TAS1R1、ERK1、ERK2、mTOR基因mRNA表达量均极显著降低(P<0.01),自噬因子BECN1和MAP1LC3B表达量极显著升高(P<0.01)。Western blot结果表明当TAS1R3基因被干扰后，与shRNA-NC对照组相比，蛋白T1R3、T1R1、p-mTOR、p-S6K1、p-ERK12均极显著降低(P<0.01),而自噬蛋白Beclin 1表达量极显著升高(P<...     

短链脂肪酸介导的宿主肠道免疫调控机制

肠道是营养素、微生物群和宿主进行免疫反应的共享场所。肠道稳态失衡、免疫功能失调、环境因素等都可能引发疾病,肠道微生物群是控制机体健康肠道内环境平衡的一个重要因素。短链脂肪酸(SCFAs)主要由细菌发酵产生,是肠道微生物群及宿主肠上皮细胞(IECs)的重要能量来源,能够维持肠道酸碱平衡,抑制有害病原菌生长,调节宿主肠道免疫,降低炎症反应。SCFAs不仅在共生细菌聚居的肠道内起局部作用,而且还影响肠道免疫细胞,调节免疫反应。本文主要概述了SCFAs通过G蛋白偶联受体(GPCRs)激活途径、组蛋白脱乙酰化酶(HDAC)抑制作用改变代谢状态,并将代谢途径与表观遗传修饰联系起来引起宿主免疫应答,降低肠道炎症反应并增强肠道屏障功能。     

热灭活无乳链球菌对奶牛乳腺成纤维细胞TGF-β_1及其受体表达的影响

研究无乳链球菌(GBS)对奶牛乳腺成纤维细胞(BMFB)转化生长因子β_1(TGF-β_1)及其受体TβRⅠ表达的影响。6代和7代BMFB,在6、12、24、48h时间点,分别用无血清培养液和10~5、10~6、10~8CFU/mL的不同浓度的热灭活GBS作用于BMFB细胞。RT-qPCR法检测TGF-β_1及TβRⅠmRNA的表达,Western blot法检测TGF-β_1和TβRⅠ蛋白的表达。与对照组相比,TGF-β_1mRNA的表达量明显升高,于24h达到最大值(P0.05);TGF-β_1蛋白的表达于12h达到最大值,24h蛋白表达量开始明显降低(P0.05)。TβRⅠmRNA的表达量较对照组的升高,在48h达到峰值(P0.05);TβRⅠ蛋白表达量在12h低于6h,24h达到峰值,之后又下降(P0.05)。说明热灭活无乳链球菌对BMFB TGF-β_1及TβRⅠmRNA和蛋白的表达有促进作用。     

小檗碱对炎症性肠病肠道屏障的影响及其信号通路

小檗碱是传统中药黄连等植物的主要活性成分,具有抗菌消炎、调节机体免疫等作用,可改善由炎症性肠病(IBD)导致的肠道屏障损伤。小檗碱通过抑制Toll样受体(TLRs)/核转录因子κB(NF⁃κB)、Janus活化激酶(JAK)/信号转导与转录激活子(STAT)信号通路和激活胰岛素样生长因子1(IGF⁃1)/胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBPs)信号通路,缓解IBD引起的肠道机械屏障、化学屏障、免疫屏障和微生物屏障功能损伤。本文就小檗碱的来源及理化性质、IBD的病理特征、小檗碱对IBD肠道屏障的修复作用及其信号通路进行综述,以期为畜牧生产中保护动物肠道健康提供参考。     

免疫增强类神经激素的研究进展(一)

1催乳素(prolactin,PRL)催乳素(PRL)能促进细胞免疫和体液免疫,是生物学作用最多的神经内分泌激素[1]。PRL在免疫系统中的作用必须通过与其细胞膜上的PRL受体(PRLR)结合才能发挥作用[2]。在T、B、NK细胞和巨噬细胞上都存在PRLR。PRL能够促进T、B细胞及其前体细胞的生成和分化[3     

猪源乳酸菌的筛选、体外益生效果评价及对小鼠肠道菌群的影响

试验旨在筛选具有体外益生活性的乳酸菌株,并探讨其对小鼠肠道菌群的影响。试验从健康仔猪粪便中分离得到6株具有溶钙能力和对肠道致病菌有较强抑制性能的细菌,分别命名为R1~R6。经体外益生效果评价表明,在p H为3和4的条件下,菌株R1的菌数均显著高于其他菌株(P0.05),并可耐受浓度为0.3%的胆盐条件。细胞黏附试验表明,菌株R1的黏附率显著高于其他5株乳酸菌株(P0.05);乳酸菌R1对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和藤黄微球菌这4种指示菌的抑菌能力均要优于其余的5株细菌。菌株R1经16S r RNA基因序列分析鉴定为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)。经小鼠体内评价研究表明,通过灌喂小鼠乳酸菌R1可提高小鼠肠道内乳酸杆菌的数量(P0.05),同时显著降低其肠道内肠杆菌数量(P0.05)。结果表明,所筛选的乳酸菌R1具有益生菌特性,具有较好的开发应用前景。     

家禽的多病因肠道疾病

肠道是家禽机体一个非常复杂的多功能系统,它与机体呼吸系统和循环系统等其他系统有机结合发挥作用。肠道可提供一些特别的机制,机体通过这些机制从肠道中吸取家禽生长所需的营养,同时通过一定的保护性机制保护宿主。另外肠道本身可作为许多病原微生物的生存环境。肠道疾病的病