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        外源精胺對(duì)斷奶仔豬小腸黏膜成纖維細(xì)胞因子-2蛋白質(zhì)表達(dá)量及小腸發(fā)育的影響

        2016-01-19 01:34:30何余湧趙宏濤陸江西農(nóng)業(yè)大學(xué)江西省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南昌330045
        關(guān)鍵詞:小腸仔豬

        何余湧 趙宏濤陸 偉(江西農(nóng)業(yè)大學(xué),江西省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌330045)

        外源精胺對(duì)斷奶仔豬小腸黏膜成纖維細(xì)胞因子-2蛋白質(zhì)表達(dá)量及小腸發(fā)育的影響

        何余湧 趙宏濤?陸 偉??
        (江西農(nóng)業(yè)大學(xué),江西省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌330045)

        摘 要:本試驗(yàn)旨在研究外源精胺對(duì)斷奶仔豬小腸黏膜成纖維細(xì)胞因子-2(FGF2)蛋白質(zhì)表達(dá)量及小腸發(fā)育的影響。將9窩胎次和初生體重相近的7日齡“杜×長(zhǎng)×大”哺乳仔豬隨機(jī)分配到0、12和15 mg/kg外源精胺組,每組3窩。仔豬從7日齡起補(bǔ)飼相應(yīng)的飼糧,21日齡斷奶后繼續(xù)補(bǔ)飼斷奶前飼糧至28日齡結(jié)束。從每窩選2頭接近平均體重的仔豬屠宰,采集小腸及黏膜樣品,測(cè)定FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量和小腸的發(fā)育狀況。結(jié)果表明:1)12 mg/kg外源精胺組仔豬小腸黏膜FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量分別高于0和15 mg/kg外源精胺組,但3個(gè)外源精胺組仔豬小腸黏膜FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量之間無顯著差異(P>0.05)。2)12和15 mg/kg外源精胺組仔豬小腸絨毛高度和寬度分別極顯著大于0 mg/kg外源精胺組(P<0.01),而12 mg/kg外源精胺組仔豬十二指腸和空腸黏膜絨毛高度與隱窩深度比值(V/C)分別極顯著高于0 mg/kg外源精胺組(P<0.01)。3)28日齡仔豬小腸黏膜蔗糖酶和麥芽糖酶活性隨外源精胺添加量的增加而升高。由此可見,給7~28日齡仔豬連續(xù)補(bǔ)飼外源精胺能提高28日齡仔豬小腸黏膜FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量、V/C和二糖酶活性。

        關(guān)鍵詞:外源精胺;小腸;FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量;形態(tài)結(jié)構(gòu);二糖酶;仔豬

        ?同等貢獻(xiàn)作者

        ??通信作者:陸 偉,研究員,碩士生導(dǎo)師,E?mail:lw20030508@163.com

        為了提高母豬的年生產(chǎn)力和養(yǎng)殖效益,哺乳仔豬早期斷奶技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍,但過早斷奶和食物改變等應(yīng)激常導(dǎo)致仔豬腸絨毛和隱窩的生長(zhǎng)發(fā)育出現(xiàn)異常,使得仔豬斷奶后的消化吸收功能發(fā)生紊亂,嚴(yán)重影響了斷奶仔豬的健康和生產(chǎn)性能[1-3],因此,研究利用營(yíng)養(yǎng)或非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)調(diào)控仔豬腸道黏膜發(fā)育的機(jī)制和效果對(duì)探索解決哺乳仔豬早期斷奶綜合征的發(fā)生具有重要的理論與實(shí)踐意義。研究表明,精胺是一種重要的生理活性物質(zhì),對(duì)促進(jìn)幼畜胃腸道上皮細(xì)胞的快速增殖、分化和遷移有重要作用[4-5],為此,人們先后開展了外源精胺不同補(bǔ)飼方法(直接灌服[6-9]和經(jīng)飼糧補(bǔ)飼[10-11])、不同補(bǔ)飼劑量[400 μmol/(BW·d)[6];0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mmol/(kg·BW·d)[7];0、0.1、0.3和0.5 mmol/(kg·BW·d)[8];300、600、900和1 200 μmol/d[9];0.5 μmol/d[10];0、1.5、3 mg/kg[11];0、3、6 mg/kg[11]]和不同補(bǔ)飼時(shí)間(23~25日齡[6];21~23日齡[9];11~13日齡[7-8];12日齡[10];懷孕后期和7~28日齡[11])對(duì)仔豬腸道發(fā)育和生產(chǎn)性能影響的系列研究,上述研究證實(shí),灌服或飼糧補(bǔ)飼都能不同程度地促進(jìn)仔豬小腸黏膜隱窩細(xì)胞的分裂、增殖和遷移,并使受損絨毛得以修復(fù)和快速生長(zhǎng),從而提高黏膜絨毛高度與隱窩深度比值(villus height/crypt depth,V/C)和二糖酶(蔗糖酶和麥芽糖酶)活性以及仔豬生產(chǎn)性能[8,12],腸黏膜的修復(fù)效果隨外源精胺補(bǔ)飼劑量和補(bǔ)飼時(shí)間的不同而發(fā)生變化。另外,還有研究發(fā)現(xiàn),給懷孕后期母豬補(bǔ)飼外源精胺也能促進(jìn)孕期胎兒腸道的發(fā)育[11]。既然外源精胺具有改善仔豬小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的作用,而成纖維細(xì)胞因子-2(fibroblast growth factor?2,F(xiàn)GF2)又具有促進(jìn)隱窩細(xì)胞分裂增殖和血管生成與重塑的效果[13-14],那么,外源精胺的上述作用是不是因?yàn)樽胸i采食外源精胺后導(dǎo)致了其腸黏膜中FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量的改變所引起的,目前還未見相關(guān)報(bào)道。本研究將采用“7日齡起補(bǔ)飼、21日齡斷奶、28日齡結(jié)束補(bǔ)飼”這種長(zhǎng)時(shí)間補(bǔ)飼外源精胺的模式研究外源精胺對(duì)仔豬小腸黏膜FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量及其對(duì)仔豬小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)育的影響。通過研究,初步揭示給仔豬補(bǔ)飼外源精胺是否會(huì)對(duì)仔豬小腸黏膜的FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)產(chǎn)生影響,如果有影響,影響的結(jié)果是什么。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        將9窩胎次和初生體重相近的7日齡“杜× 長(zhǎng)×大”哺乳仔豬隨機(jī)分配到0、12和15 mg/kg外源精胺組,每組3窩,其中,0、12和15 mg/kg外源精胺組的仔豬數(shù)分別為30、32和29頭,各組間仔豬平均起始體重?zé)o顯著差異(P>0.05)。不同組仔豬從7日齡起補(bǔ)飼含有相應(yīng)外源精胺的飼糧,21日齡斷奶后繼續(xù)補(bǔ)飼斷奶前飼糧至28日齡結(jié)束。

        1.2 試驗(yàn)飼糧

        哺乳母豬和仔豬飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。9頭哺乳母豬采食相同的飼糧,飼糧配制按照NRC(1998)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。仔豬飼糧為某公司生產(chǎn)的仔豬教槽全價(jià)飼糧,在生產(chǎn)各外源精胺組飼糧時(shí),先將精胺溶解在200 mL超純水中,然后把精胺溶液噴在仔豬教槽全價(jià)料中,拌勻。

        1.3 飼養(yǎng)管理

        哺乳母豬每天飼喂2次,仔豬自由哺乳和采食,記錄每天的喂料量和剩料量。所有仔豬21日齡斷奶,斷奶后飼喂與斷奶前相同的飼糧直至28日齡試驗(yàn)結(jié)束,其余工作按豬場(chǎng)規(guī)定程序和要求進(jìn)行。

        表1 哺乳母豬與仔豬飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of diets for lactating sows and piglets(air?dry basis) %

        1.4 試驗(yàn)屠宰及取樣

        29日齡早上空腹稱重結(jié)束后,從每窩選取2頭接近平均體重的仔豬(公母各1頭)進(jìn)行屠宰,取出小腸并將其放置在冰塊上,剪取十二指腸、空腸和回腸各約2 cm(十二指腸在胰管開口處前段2 cm處取樣;空腸在小腸中點(diǎn)處取樣;回腸在回盲口前端2 cm處取樣),4℃生理鹽水沖洗干凈內(nèi)容物后,放入裝有10%甲醛的廣口瓶中,用于小腸絨毛高度、寬度和隱窩深度的檢測(cè)。用剪刀剖開剩下的腸段,用生理鹽水輕洗干凈并用潔凈的干紗布蘸干水分,用玻璃片迅速刮取3段小腸的黏膜,裝入EP管并立即放入-80℃冰箱中,用于FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量和二糖酶活性的測(cè)定。

        1.5 指標(biāo)測(cè)定

        用Western Blot方法測(cè)定小腸黏膜中的FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量,根據(jù)Wu等[15]的方法測(cè)定小腸的絨毛高度、寬度和隱窩深度,用南京建成生物工程研究所試劑盒測(cè)定乳糖酶、蔗糖酶和麥芽糖酶活性。

        1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

        采用單因素方差分析法,利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和Duncan氏法多重比較。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 外源精胺對(duì)28日齡仔豬小腸黏膜FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量的影響

        由表2可見,飼糧中不同添加量的外源精胺對(duì)28日齡仔豬小腸黏膜中FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量的影響不同,但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。12 mg/kg外源精胺組仔豬小腸各段黏膜中的FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量分別高于0和15 mg/kg外源精胺組,但15 mg/kg外源精胺組仔豬空腸和回腸中的FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量卻低于0 mg/kg外源精胺組。

        2.2 外源精胺對(duì)28日齡仔豬小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

        由表3可見,給7~28日齡仔豬補(bǔ)飼外源精胺增加了28日齡仔豬十二指腸、空腸和回腸的絨毛高度和寬度,12和15 mg/kg外源精胺組仔豬的絨毛高度和寬度分別極顯著大于0 mg/kg外源精胺組(P<0.01),隱窩深度隨外源精胺添加量的增加而加深。飼糧中添加外源精胺有助于提高仔豬小腸的V/C,12 mg/kg外源精胺組仔豬十二指腸和空腸的V/C極顯著高于0 mg/kg外源精胺組(P<0.01),而回腸的V/C顯著高于0 mg/kg外源精胺組(P<0.05)。12 mg/kg外源精胺組與15 mg/kg外源精胺組仔豬十二指腸和回腸之間V/C均無顯著差異(P>0.05),但12 mg/kg外源精胺組仔豬空腸的V/C卻顯著高于15 mg/kg外源精胺組(P<0.05)。

        2.3 外源精胺對(duì)28日齡仔豬小腸黏膜中乳糖酶、蔗糖酶和麥芽糖酶活性的影響

        由表4可見,隨著外源精胺添加量的增加,仔豬小腸黏膜中的乳糖酶活性呈下降趨勢(shì),而蔗糖酶和麥芽糖酶活性則分別呈上升趨勢(shì)。15 mg/kg外源精胺組仔豬十二指腸黏膜蔗糖酶和麥芽糖酶活性分別極顯著高于0 mg/kg外源精胺組(P<0.01),但與12 mg/kg外源精胺組無顯著差異(P>0.05);15 mg/kg外源精胺組仔豬空腸黏膜蔗糖酶活性極顯著高于0 mg/kg外源精胺組(P<0.01),而與12 mg/kg外源精胺組無顯著差異(P>0.05);15 mg/kg外源精胺組仔豬空腸黏膜麥芽糖酶活性極顯著高于0 mg/kg外源精胺組(P<0.01),顯著高于12 mg/kg外源精胺組(P<0.05);15 mg/kg外源精胺組仔豬回腸黏膜蔗糖酶活性極顯著高于0 mg/kg外源精胺組(P<0.01),但與12 mg/kg外源精胺組無顯著差異(P>0.05);15 mg/kg外源精胺組仔豬回腸黏膜麥芽糖酶活性顯著高于0 mg/kg外源精胺組(P<0.05),但與12 mg/kg外源精胺組無顯著差異(P>0.05)。這說明飼糧中添加外源精胺有助于提高仔豬小腸黏膜中蔗糖酶和麥芽糖酶活性,從而增強(qiáng)仔豬消化碳水化合物的能力。

        表3 外源精胺對(duì)28日齡仔豬小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響Table 3 Effects of exogenous spermine on small intestinal morphology of piglets at 28 days of age  μm

        表4 外源精胺對(duì)28日齡仔豬小腸黏膜乳糖酶、蔗糖酶和麥芽糖酶活性的影響Table 4 Effects of exogenous spermine on the activities of lactase,invertase and maltase in small intestine mucous of piglets at 28 days of age U/mg prot

        3 討 論

        哺乳仔豬早期斷奶時(shí),因受斷奶和食物改變(組成與形態(tài))等應(yīng)激的影響,經(jīng)常發(fā)生腸道絨毛萎縮或斷裂、隱窩過度生長(zhǎng)和消化酶活性不足等問題,從而導(dǎo)致早期斷奶仔豬出現(xiàn)消化不良、腹瀉和生長(zhǎng)受阻等現(xiàn)象。因此,如何減少和及時(shí)修復(fù)仔豬斷奶時(shí)出現(xiàn)的腸絨毛損傷對(duì)防治仔豬早期斷奶綜合征具有重要意義。受損絨毛的修復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的生理過程,必須在受損絨毛原有毛細(xì)血管和(或)微動(dòng)靜脈的基礎(chǔ)上生成新的毛細(xì)血管才能給絨毛的修復(fù)和生長(zhǎng)提供充足的營(yíng)養(yǎng)[16-18]。研究表明,F(xiàn)GF2是一種特有的多功能因子[14,19],它不但能參與黏膜血管的生成與重塑,而且還能促進(jìn)隱窩細(xì)胞的分裂增殖,使隱窩細(xì)胞不斷發(fā)育成熟并向絨毛遷移,加速絨毛的修復(fù)和生長(zhǎng)[13,14,20-22]。

        本試驗(yàn)結(jié)果表明,哺乳仔豬從7日齡起補(bǔ)飼含12 mg/kg外源精胺的飼糧至28日齡,提高了28日齡仔豬腸道黏膜的FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量,該組仔豬的絨毛高度和寬度分別極顯著地大于0 mg/kg外源精胺組,而隱窩深度也大于0 mg/kg外源精胺組,這說明FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量的提高確實(shí)促進(jìn)了隱窩細(xì)胞的增殖分化,使絨毛向縱向和橫向生長(zhǎng),從而提高了腸道絨毛的高度和寬度。另外,本次試驗(yàn)是從7日齡起就給哺乳仔豬補(bǔ)飼含外源精胺的飼糧,21日齡斷奶后繼續(xù)采食斷奶前的飼糧,到28日齡結(jié)束補(bǔ)飼,補(bǔ)飼外源精胺的時(shí)間較長(zhǎng)。給仔豬長(zhǎng)時(shí)間和大劑量補(bǔ)飼外源精胺后,有可能會(huì)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)起抑制FGF2蛋白質(zhì)的表達(dá),從而出現(xiàn)FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量下降的現(xiàn)象,這也可能是15 mg/kg外源精胺組仔豬空腸和回腸黏膜的FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量分別小于0 mg/kg外源精胺組的原因,但這種推測(cè)需在今后進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)來驗(yàn)證。盡管15 mg/kg外源精胺組仔豬空腸和回腸黏膜的FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量分別小于0 mg/kg外源精胺組,但仔豬空腸和回腸黏膜的絨毛高度、絨毛寬度和隱窩深度卻分別極顯著地大于0 mg/kg外源精胺組,其中的原因可能是某個(gè)時(shí)間點(diǎn)以前,15 mg/kg外源精胺組仔豬腸道中的FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量要大于0 mg/kg外源精胺組,使得絨毛和隱窩的生長(zhǎng)發(fā)育快于對(duì)照組,而在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)以后,盡管FGF2蛋白質(zhì)的表達(dá)量出現(xiàn)下降,但已經(jīng)得到快速生長(zhǎng)的絨毛和隱窩卻還未來得及萎縮,因此,出現(xiàn)了某個(gè)時(shí)間點(diǎn)腸道黏膜FGF2蛋白質(zhì)表達(dá)量下降而絨毛高度和隱窩深度卻沒相應(yīng)下降的現(xiàn)象,同樣,這種推測(cè)也需今后開展相關(guān)研究來驗(yàn)證。

        腸道的消化能力與消化酶的活性密切相關(guān),而正常情況下,小腸絨毛和隱窩能分泌足量的消化酶來消化食物,但在哺乳仔豬生產(chǎn)中,由于過早斷奶,腸道的發(fā)育還未成熟,斷奶應(yīng)激又造成絨毛和隱窩的生長(zhǎng)發(fā)育出現(xiàn)異常,降低了某些消化酶的分泌量和活性。何余湧等[11]研究發(fā)現(xiàn),從7日齡起給哺乳仔豬補(bǔ)飼外源精胺到28日齡斷奶時(shí)結(jié)束,添加外源精胺可以提高腸黏膜中蔗糖酶和麥芽糖酶的活性,這二種酶的活性隨外源精胺添加量的增加而增加。本試驗(yàn)的結(jié)果也表明,從7日齡起給哺乳仔豬補(bǔ)飼外源精胺,21日齡斷奶后繼續(xù)補(bǔ)飼斷奶前的飼糧到28日齡結(jié)束,也可以不同程度地提高28日齡仔豬黏膜中蔗糖酶和麥芽糖酶的活性,這2種酶的活性也隨外源精胺添加量的增加而增加,其中,15 mg/kg外源精胺對(duì)提高28日奶仔豬腸黏膜蔗糖酶和麥芽糖酶活性的效果最好。蔗糖酶和麥芽糖酶活性的提高可以增強(qiáng)仔豬消化固體食物的能力,另外,V/C的提高也有助于提高仔豬消化和吸收食物的能力,從而減少腸道疾病的發(fā)生并提高仔豬的生產(chǎn)性能[8,23-25]。

        4 結(jié) 論

        從7日齡起給哺乳仔豬補(bǔ)飼12 mg/kg的外源精胺能提高28日齡仔豬小腸黏膜FGF2蛋白質(zhì)的表達(dá)量,促進(jìn)了小腸絨毛和隱窩的修復(fù)與生長(zhǎng),提高了小腸黏膜中蔗糖酶和麥芽糖酶的活性。

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        (責(zé)任編輯 武海龍)

        Effects of Exogenous Spermine on Small Intestine Mucous Fibroblast Growth Factor?2 Protein Expression and Small Intestinal Development of Weaner Piglets

        HE Yuyong ZHAO Hongtao?LU Wei??
        (Jiangxi Province Key Lab of Animal Nutrition,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China)

        ?Contributed equally

        ??Corresponding author,professor,E?mail:lw20030508@163.com

        Abstract:This experiment was conducted to investigate the effects of exogenous spermine on small intestine mucous fibroblast growth factor?2(FGF2)protein expression and small intestinal development of weaner pig?lets.Nine litters of“Duroc×Landrace×Large White”crossbred piglets were randomly divided into three groups with 3 litters in each group,and piglets in the same group received a diet supplemented with exogenous sperm?ine at a level of 0,12 and 15 mg/kg from 7 to 28 days of age.Two piglets with the average body weight from each litter were slaughtered and small intestinal samples were collected for the determination of FGF2 protein expression and small intestinal development.The results showed as follows:1)the small intestine mucous FGF2 protein expression of piglets in 12 mg/kg exogenous spermine groups was higher than that in 0 and 15 mg/kg exogenous spermine groups,respectively.However,there was no significant difference on small in?testine mucous FGF2 protein expression of piglets among 3 exogenous spermine groups(P>0.05).2)The vil?lous height and width of piglets in 12 and 15 mg/kg exogenous spermine groups were significantly higher than that in 0 mg/kg exogenous spermine group(P<0.01),the villus height/crypt depth(V/C)in duodenum and jejunum of piglets in 12 mg/kg exogenous spermine group were significantly higher than that in 0 mg/kg exog?enous spermine group(P<0.01),respectively.3)The activities of sucrase and maltase in small intestine mu?cous of piglets at 28 days of age increased with the addition of exogenous spermine increased.In conclusion,dietary continuity supplemented with exogenous spermine of piglets at 7 to 28 days of age can increase small in?testine mucous FGF2 protein expression,V/C and disaccharidase activity of piglets at 28 days of age.[Chinese Journal of Animal Nutrition,2015,27(2):503?509]

        Key words:exogenous spermine;small intestine;FGF2 protein expression;morphology;disaccharidase;pig?lets

        作者簡(jiǎn)介:何余湧(1969—),男,江西贛州人,研究員,博士,從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料研究。E?mail:wlkh1012@163.com

        基金項(xiàng)目:江西省科技廳項(xiàng)目(2010JX00135,2008GZN0018)

        收稿日期:2014-09-09

        doi:10.3969/j.issn.1006?267x.2015.02.021

        文章編號(hào):1006?267X(2015)02?0503?07

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        中圖分類號(hào):S828

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