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仔猪肠道物理屏障对脂肪酸代谢的影响及抗菌肽调控机制研究
结题报告
批准号:
31630075
项目类别:
重点项目
资助金额:
274.0 万元
负责人:
汪以真
依托单位:
学科分类:
C1705.动物营养学
结题年份:
2021
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
吕秋敏、王新霞、王凤芹、宗鑫、李智、胡汪洋、张旻、陈珊
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中文摘要
断奶应激易导致仔猪肠道损伤,导致养分消化吸收障碍并伴随着抵抗力下降和腹泻。在肠道诸多屏障中,人们更多关注仔猪肠道的化学屏障、生物屏障和免疫屏障,然而有较多的研究表明,肠道的物理屏障在养分吸收特别是脂肪酸吸收方面可能起着重要的作用,但肠道物理屏障的损伤对脂肪酸等养分的吸收的影响及其机制的研究鲜有报道。因此,本研究拟通过建立仔猪肠道物理屏障损伤模型,利用动物活体、组织和细胞试验,结合代谢组学、蛋白质组学以及同位素示踪法系统研究肠道物理屏障损伤对脂肪酸吸收的影响,并从肠道紧密连接蛋白、脂肪酸吸收转运关键蛋白及其信号通路进一步探索肠道物理屏障影响脂肪酸吸收的机制;在此基础上,探讨肠道物理屏障介导的抗菌肽对脂肪酸吸收的调控作用及其机制。这将为针对性的营养调控或防治仔猪因断奶应激造成的营养物质消化吸收障碍,提高仔猪养分利用效率,增强仔猪抗病力、降低断奶腹泻,减少抗生素的使用提供理论基础和技术支撑。
英文摘要
The gut barrier dysfunction caused by weaning stress in pigs,leads to impaired nutrient absorption, decreased immunity and even diarrhea. To date, most of researches have been focused on chemical, biological, and immunological barrier function in the intestinal tract. However, studies have shown that intestinal physical barrier may play an important role in the nutrients absorption, especially in fatty acid absorption. Till now, the effect of dysfunction in intestinal physical barrier on fatty acid absorption has been largely unknown. In this study, the dysfunction model of pig intestinal physical barrier will be established and the effect of physical barrier dysfunction on the absorption of fatty acid will be investigated in living animals, tissues and cells by using metabolomics, proteomics and isotopic tracer method. In addition, the molecular mechanism and signal pathway will be characterized by analyzing the effect of changes in intestinal tight junction proteins, fatty acid transporters on the fatty acid absorption. Furthermore, the experiments will be conducted to investigate the effect of antimicrobial peptide on the gut barrier function and intestinal fatty acid absorption as well as its underlying mechanism. The project will provide fundamental understanding and technical support for nutritional manipulation; to improve the nutrient utilization efficiency and disease resistant during weaning stress. It will further supply potential applications in reducing antibiotic usage and weaning diarrhea in piglets.
断奶等应激容易造成仔猪肠道屏障功能损伤,导致养分消化吸收障碍,并往往伴随着抵抗力下降和较严重的腹泻。在主要养分中,又以作为主要能量物质的脂肪酸的吸收利用影响较大。在肠道诸多屏障中,人们更多关注仔猪肠道的化学屏障、生物屏障和免疫屏障,然而有较多的研究表明,肠道的物理屏障在养分吸收特别是脂肪酸吸收方面可能起着重要的作用,但肠道物理屏障的损伤对脂肪酸等养分的吸收的影响及其机制的研究鲜有报道。本项目首次系统地构建了体内外相结合的肠道损伤模型,包括利用断奶腹泻仔猪、大肠杆菌K88感染仔猪、大肠杆菌O157感染大鼠的方法成功构建了3种肠道物理屏障损伤体内模型,以及通过大肠杆菌K88侵染和LPS刺激猪肠道上皮细胞成功构建了2种体外细胞损伤模型。利用此模型,首先揭示了肠道物理屏障损伤在断奶应激抑制中长链脂肪酸吸收过程中的作用,进一步挖掘得到了FATP4、AMPKα、caspase-3、m6A甲基化等调控肠道脂肪酸吸收的屏障关键因子,并系统解析了这些屏障关键因子调控肠道脂肪酸吸收的分子机制。在此基础上,发现断奶仔猪腹腔注射抗菌肽KR-32、CWA,或者灌胃分泌抗菌肽的益生菌,能够通过PPAR-γ途径调控紧密连接蛋白和脂肪酸转运相关蛋白FATP4、CD36的表达来保护肠上皮细胞的屏障功能和促进脂肪酸的吸收。研究成果在国内外顶级期刊Nucleic Acids Research、Journal of Animal Science and Biotechnology、Journal of Animal Science等杂志发以第一标注发表论文19篇;授权国家发明专利5项,国际发明专利1项。本项目研究内容作为重要的内容支撑获得了国家科技进步二等奖1项和浙江省科技进步一等奖1项。以本项目成果为基础开发的调控内源抗菌肽表达的营养调控策略,在全国十余家企业得到了应用,为针对性的防治仔猪断奶等应激造成的养分吸收障碍、改善仔猪抗病力、减少抗生素使用、降低腹泻等方面得到了明显的效果,取得了较好的经济和生态效益。
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
Enterotoxigenic Escherichia coli Interferes FATP4-Dependent Long-Chain Fatty Acid Uptake of Intestinal Epithelial Enterocytes via Phosphorylation of ERK1/2-PPAR gamma Pathway
产肠毒素大肠杆菌通过 ERK1/2-PPAR γ 途径磷酸化干扰肠上皮细胞对 FATP4 依赖性长链脂肪酸的摄取
DOI:10.3389/fphys.2019.00798
发表时间:2019
期刊:Frontiers in Physiology
影响因子:4
作者:Zhi Li;Heyuan Liu;Bocheng Xu;Yizhen Wang
通讯作者:Yizhen Wang
Overall assessment of antibiotic substitutes for pigs: a set of meta-analyses.
猪用抗生素替代品的总体评估:一组荟萃分析
DOI:10.1186/s40104-020-00534-2
发表时间:2021-01-07
期刊:Journal of animal science and biotechnology
影响因子:7
作者:Xu B;Fu J;Zhu L;Li Z;Jin M;Wang Y
通讯作者:Wang Y
Antimicrobial resistance in livestock: antimicrobial peptides provide a new solution for a growing challenge
牲畜的抗菌素耐药性:抗菌肽为应对日益严峻的挑战提供了新的解决方案
DOI:10.1093/af/vfy005
发表时间:2018-04-01
期刊:ANIMAL FRONTIERS
影响因子:3.6
作者:Li, Zhi;Hu, Yuhan;Wang, Yizhen
通讯作者:Wang, Yizhen
DOI:10.1017/s0007114519000485
发表时间:2019-03
期刊:British Journal of Nutrition
影响因子:3.6
作者:Xin Zong;Xiaoxuan Cao;Hong Wang;Jing Zhao;Zeqing Lu;Fengqin Wang;Yizhen Wang
通讯作者:Yizhen Wang
Clostridium Butyricum ZJU-F1 Benefits the Intestinal Barrier Function and Immune Response Associated with Its Modulation of Gut Microbiota in Weaned Piglets.
丁酸梭菌 ZJU-F1 有益于断奶仔猪肠道屏障功能和与其调节肠道微生物群相关的免疫反应
DOI:10.3390/cells10030527
发表时间:2021-03-02
期刊:Cells
影响因子:6
作者:Fu J;Wang T;Xiao X;Cheng Y;Wang F;Jin M;Wang Y;Zong X
通讯作者:Zong X
金华猪优良肉质性状形成的分子机制及营养调控研究
  • 批准号:
    U21A20249
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    260万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    汪以真
  • 依托单位:
乳源抗菌肽介导仔猪先天和获得性免疫的作用及其分子机制
  • 批准号:
    31172213
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    汪以真
  • 依托单位:
乳铁蛋白对仔猪骨髓抗菌肽PR-39基因表达的影响
  • 批准号:
    30571348
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    汪以真
  • 依托单位:
猪肠道抗菌肽分泌变化规律及其基因表达的研究
  • 批准号:
    30040036
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    5.0万元
  • 批准年份:
    2000
  • 负责人:
    汪以真
  • 依托单位:
国内基金
海外基金