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天冬氨酸对氧化应激仔猪肠上皮细胞RIPK1信号通路的干预机制研究
结题报告
批准号:
31902168
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
何流琴
依托单位:
学科分类:
C1705.动物营养学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
断奶仔猪生产过程所遭遇的氧化应激,是导致肠道功能损伤的主要诱因,已成为制约集约化养猪可持续发展的瓶颈。天冬氨酸是仔猪肠黏膜主要能量来源之一,处于机体代谢网络的独特位置,具有调控机体氧化还原状态的功能,然而其对肠上皮细胞线粒体氧化应激反应的作用及分子机制尚不清楚。本项目通过构建仔猪氧化应激和猪肠上皮细胞氧化损伤模型,探讨天冬氨酸对仔猪肠上皮细胞氧化-抗氧化水平(氧自由基和谷胱甘肽含量、标志基因HSP70和HSP60表达)、线粒体功能(线粒体数量和形态、线粒体呼吸代谢、膜电位变化)以及RIPK1信号通路的影响,并利用特异性抑制剂和激动剂靶向调控猪肠上皮细胞RIPK1活性,从而进一步揭示天冬氨酸对RIPK1信号通路介导的猪肠上皮细胞氧化应激的干预机制。本项目将为缓解仔猪肠道氧化损伤、控制仔猪氧化应激提供营养调控手段,为进一步丰富仔猪肠道氧化应激氨基酸综合调控理论提供基础。
英文摘要
Oxidative stress is the main inducement of intestinal function injury during the production process of weaned piglets,which has become a bottleneck restricting in the sustainable development of intensive pig farming. Asparate, as one of the main energy sources in the intestinal mucosa of piglets, lies at a unique node of metabolic network and has function as regulating redox homeostasis. However, the effect mechanism of asparate on mitochondrial oxidative stress in intestinal epithelial cells has not well understood. This project aims to address the effects of asparate on the oxidation-antioxidant levels (oxygen free radical, glutathione level, the expression of marker genes HSP70 and HSP60), mitochondrial function (mitochondria number and morphology, mitochondrial respiration metabolism, membrane potential changes), as well as the RIPK1 signaling pathway, in experimental models of diquat-induced oxidative stress both in vivo using piglets and in vitro. Moreover, RIPK1 activity will be regulated by targeted inhibitor or activator, in order to further explore the interventional mechanism of asparate on RIPK1 signaling pathway in intestinal epithelial cell of piglets under oxidative stress. Our study will provide nutritional regulation means for the alleviation of intestinal injury and control of oxidative stress in piglets. It will also provide a basis for further enriching the comprehensive regulation theory of amino acids in intestinal piglets under oxidative stress.
仔猪生产过程所遭遇的氧化应激,是导致肠道功能损伤的主要诱因,其诱发的肠道功能损伤发生率高、隐蔽性强、危害大,已成为制约我国规模化养猪生产可持续发展的瓶颈。本项目通过构建仔猪氧化应激和猪肠上皮细胞氧化损伤模型,探讨了天冬氨酸对断奶仔猪生长发育的调控作用,分析了其对仔猪肠上皮细胞氧化-抗氧化水平、线粒体功能以及RIPK1信号通路的影响,并利用特异性抑制剂靶向调控猪肠上皮细胞RIPK1/3蛋白活性,从而进一步揭示了天冬氨酸介导RIPK1信号通路调控猪肠上皮细胞氧化应激的干预机制。.结果发现,低蛋白日粮添加0.5%天冬氨酸显著提高氧化应激断奶仔猪生长性,降低肝脏指数,改善了空肠和回肠形态结构,增加了线粒体数量。同时,天冬氨酸提高了血清和肠道中抗氧化酶SOD和GSH-PX活性及IL-10含量,显著降低了ROS、MDA、TNF-α和IL-β的水平,显著上调了肠上皮细胞核内Nrf2蛋白表达和下调了Caspase3及P62蛋白表达,表明天冬氨酸可通过改善仔猪生长性能,维持肠道形态结构,改善线粒体功能和降低自噬和凋亡的发生,从而缓解D-半乳糖引起的肠道炎症和氧化应激。体外实验发现,100μM过氧化氢可使IPEC-J2细胞产生氧化应激损伤,添加0.1mM天冬氨酸可显著降低细胞凋亡率和线粒体ROS水平,改善线粒体呼吸代谢和降低线粒体膜电位,并显著改变SLC1A1、UCP2、AMPK等蛋白的表达,从而促进氨基酸转运和线粒体功能,进而缓解氧化应激损伤。体内外实验发现,天冬氨酸可显著影响氧化应激仔猪肠道RIPK1、p-RIPK3、MLKL、TNF-R1蛋白的表达,且体内外实验结果变化趋势一致。用Nec-1抑制RIPK活性后发现添加天冬氨酸能显著促进线粒体ROS产生,并上调p-RIPK3表达,这些结果进一步阐明天冬氨酸可依赖RIPK1/3信号通路减少线粒体ROS的产生,从而缓解氧化应激诱导的细胞坏死和凋亡。 .依托于本项目,我们首次揭示了天冬氨酸调控RIPK1信号通路改善线粒体功能来缓解仔猪肠上皮细胞氧化应激损伤的分子机制。本项目的实施不仅为缓解仔猪肠道氧化损伤、控制仔猪氧化应激提供营养调控手段,而且对丰富仔猪肠道氧化应激氨基酸综合调控理论提供参考价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:33(6):3154-3164
发表时间:2021
期刊:动物营养学报
影响因子:--
作者:王晨昱;刘永辉;李响;胡鲜;何流琴;李铁军;印遇龙
通讯作者:印遇龙
D-Galactose Induces Chronic Oxidative Stress and Alters Gut Microbiota in Weaned Piglets.
D-半乳糖诱导断奶仔猪慢性氧化应激并改变肠道微生物群
DOI:10.3389/fphys.2021.634283
发表时间:2021
期刊:Frontiers in physiology
影响因子:4
作者:Han H;Liu Z;Yin J;Gao J;He L;Wang C;Hou R;He X;Wang G;Li T;Yin Y
通讯作者:Yin Y
DOI:--
发表时间:2021
期刊:动物营养学报
影响因子:--
作者:王晨昱;刘永辉;李响;胡鲜;何流琴;李铁军;印遇龙
通讯作者:印遇龙
DOI:10.1016/j.aninu.2022.03.001
发表时间:2022-09
期刊:ANIMAL NUTRITION
影响因子:6.3
作者:He, Liuqin;Zhou, Xihong;Wu, Ziping;Feng, Yanzhong;Liu, Di;Li, Tiejun;Yin, Yulong
通讯作者:Yin, Yulong
Improvement of Ulcerative Colitis by Aspartate via RIPK Pathway Modulation and Gut Microbiota Composition in Mice.
天冬氨酸通过 RIPK 通路调节和小鼠肠道微生物群组成改善溃疡性结肠炎
DOI:10.3390/nu14183707
发表时间:2022-09-08
期刊:NUTRIENTS
影响因子:5.9
作者:Hu, Xian;He, Xinmiao;Peng, Can;He, Yiwen;Wang, Chenyu;Tang, Wenjie;Chen, Heshu;Feng, Yanzhong;Liu, Di;Li, Tiejun;He, Liuqin
通讯作者:He, Liuqin
丝氨酸调控新生仔猪肠道SIgA结合菌缓解免疫应激的作用机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    何流琴
  • 依托单位:
氧化应激仔猪水通道蛋白变化规律及其丝氨酸干预机制研究
  • 批准号:
    2019JJ30017
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    何流琴
  • 依托单位:
国内基金
海外基金