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十二指肠灌注5-羟基色氨酸对绵羊胃肠道、循环血液褪黑素水平的影响

潘军  
【摘要】:褪黑素(MT)在动物体内具有广泛的生物学作用。动物肠道组织中含有大量的MT,但胃肠道组织中MT合成的营养调控机制及其对机体循环系统血液和组织中MT含量影响等方面的问题仍需要更多科学资料的支持和阐明。因此,本文通过十二指肠灌注MT合成的前体物质5-羟基色氨酸(5-HTP),研究5-HTP对肠道及机体循环系统MT水平的影响,为5-HTP调控机体MT水平的应用提供理论基础。试验Ⅰ:十二指肠灌注不同剂量的5-HTP对绵羊肠道及血液循环系统MT水平的影响。本部分试验旨在研究十二指肠灌注5-HTP对绵羊肠道及血液循环系统MT浓度的影响。选用18只体重(49.80±1.96 kg)接近、15-18月龄已安装十二指肠瘘管的哈萨克羊母羊,采用单因素随机区组试验设计,将18只羊分为对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组分别从十二指肠瘘管灌注含有0 mg、10 mg、50 mg 5-HTP的生理盐水溶液400 m L,采集灌注后不同动态时间点肝门静脉、后腔静脉、颈动脉、颈静脉血液和胃肠道食糜及黏膜。分别测定血浆、黏膜中MT、5-HTP含量及相关代谢物。结果表明:1)十二指肠灌注10 mg、50 mg的5-HTP提高了肠道总体和各肠道段5-HTP的吸收转运能力,其中50 mg灌注组极显著提高了肠黏膜总体和各肠道段5-HTP浓度(P0.01)。此外,两个5-HTP灌注组极显著提高了门静脉、后腔静脉、颈动脉、颈静脉血浆中5-HTP浓度(P0.01),提高了各个动态时间点四个血管中血浆的5-HTP浓度。2)十二指肠灌注5-HTP极显著提高了肠黏膜总体MT含量(P0.01),其中50 mg灌注组极显著提高了绵羊回肠、盲肠、结肠黏膜MT的含量(P0.01)。3)十二指肠灌注5-HTP极显著提高了血液循环系统(P0.01)及灌注后总体血液中各个时间点MT的浓度(P0.05),10 mg和50 mg两个灌注剂量组之间差异不显著(P0.05)。因此,6小时内进入十二指肠5-HTP的流量为10-50 mg能有效提高绵羊白天胃肠道和机体血液循环系统MT的水平。试验Ⅱ:5-HTP调控绵羊肠道黏膜MT合成的转录组研究本部分试验在试验Ⅰ的基础上用绵羊空肠、回肠、结肠黏膜进行基因表达及信号通路研究,运用转录组学技术对绵羊肠黏膜差异表达基因GO功能富集和KEGG通路富集分析,研究影响肠道MT合成的生物学过程、分子功能和细胞组成,并分析影响MT合成和物质代谢的关键基因和信号通路。结果表明:1)GO功能富集分析发现三个肠段黏膜均有免疫功能相关的生物学过程被富集,KEGG通路富集分析发现在物质代谢和免疫调节的通路在三个肠段黏膜得到富集。2)在空肠黏膜发现与MT合成相关的差异基因在5-羟色胺能、昼夜节律通路上富集,5-HT转运载体SERT、MAOA基因表达下调,与MT受体MT1、MT2结合的结合蛋白以及与5-HT受体5-HT3、5-HT4、5-HT6、5-HT7结合的结合蛋白基因表达得到上调。因此,5-HTP通过上调肠黏膜中5-HT受体、MT受体结合蛋白的基因表达,下调肠道黏膜MAOA和转运载体SERT基因表达,来调控昼夜节律和5-HT下游产物合成。试验Ⅲ:十二指肠灌注5-HTP对绵羊肠黏膜及肝脏、肌肉、脂肪组织抗氧化性能的影响。本部分试验旨在研究十二指肠灌注5-HTP对肠黏膜和动物肝脏、肌肉、脂肪组织中抗氧化性能的影响。在试验Ⅰ采集绵羊肠黏膜样本的基础上,采集绵羊肝脏、背最长肌、皮脂、腹脂、尾脂等组织,测定上述样品中MT和丙二醛(MDA)、总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化相关指标。结果表明:1)灌注5-HTP显著提高了肠黏膜总体的抗氧化能力T-AOC性能(P0.05)和SOD、GPx、CAT酶的活性(P0.01);50 mg组均显著提高了各肠段中T-AOC能力和SOD、GPx、CAT等抗氧化酶活性(P0.05)。2)灌注5-HTP提高了绵羊肝脏、肌肉、脂肪组织中的MT含量(P0.05);并且50 mg组提高了肝脏、肌肉和脂肪组织中的T-AOC能力、抗氧化酶SOD(P0.05)、GPx(P0.05)、CAT(P0.05)酶活性。因此,十二指肠灌注5-HTP提高了十二指肠、空肠、结肠黏膜的抗氧化能力,同时提高了肝脏、肌肉和脂肪组织MT含量,并提高腹脂和尾脂抗氧化能力。综上所述,十二指肠灌注5-HTP能显著提高绵羊肠道和机体循环血液MT的水平。在MT合成途径中,5-HTP通过上调肠黏膜中5-HT受体、MT受体结合蛋白的基因表达,下调肠道黏膜MAOA和转运载体SERT基因表达,来调控5-HT下游产物合成。5-HTP在提高绵羊肠黏膜和组织中MT含量的同时,提高了十二指肠、空肠、结肠肠黏膜和腹脂、尾脂的抗氧化能力。


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