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辣椒素经由紧密连接蛋白调控肉牛唾液腺分泌功能的机制研究

批准号:
32102581
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
姜富贵
依托单位:
学科分类:
动物营养学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
姜富贵

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
亚急性瘤胃酸中毒(SARA)是严重危害我国高产奶牛和育肥肉牛健康的一种营养代谢病。唾液分泌量是缓冲瘤胃pH的重要生理机制,紧密连接(TJ)蛋白介导的旁细胞途径对唾液腺分泌功能具有重要调控作用。申请人前期发现,辣椒素可提升肉牛的瘤胃pH值,降低腮腺组织中TJ蛋白的表达。但辣椒素经TJ蛋白介导的旁细胞途径调控肉牛唾液分泌的机制尚不明确。本项目拟采用体内辣椒素饲喂肉牛试验,明确辣椒素对肉牛唾液分泌量和瘤胃pH的影响;进一步通过体外腮腺上皮细胞试验,应用免疫荧光、RT-PCR、Western-blot和Ussing Chamber等技术,阐明辣椒素对TJ蛋白表达和分布的调控作用;应用RNA干扰和质粒转染技术,选择性敲低或过表达TJ蛋白,明确TJ蛋白在旁细胞途径中的作用;围绕RhoA-ROCK信号通路,揭示辣椒素经由TJ蛋白调控肉牛唾液腺分泌功能的分子机制,为防治SARA提供新思路。
英文摘要
Subacute ruminal acidosis (SARA) is one of the prevalent metabolic disorder of high-producing dairy cows and beef cattle. Saliva is an important physiological mechanism for buffering the ruminal pH. The tight junction (TJ) protein-mediated paracellular route plays an important role in the regulation of salivary gland secretion. In our previous work, we found that capsaicin elevated the ruminal pH and decreased the expression of tight junction (TJ) proteins in parotid gland tissue of beef cattle. However, the mechanism of capsaicin regulating salivary secretion of beef cattle via the TJ protein-mediated paracellular route is still unclear. In the proposed project, beef cattle will be used to investigate the effects of capsaicin addition on ruminal pH and saliva secretion. Furthermore, the parotid epithelial cells will be cultured to evaluate the effects of capsaicin on expression and distribution of TJ proteins using immunofluorescence, RT-PCR, Western-blot and Ussing chamber. The role of TJ proteins on paracellular permeability is clarified by using small molecule RNA interference and plasmid transfection to selectively knock down or overexpress TJ proteins. We will further illustrate the molecular mechanism of capsaicin regulating salivary gland secretion through TJ proteins , especially focusing on RhoA/ROCK pathways, and providing a new strategy for prevention of the SARA.
在现代集约化养殖模式下,防治亚急性瘤胃酸中毒(SARA)是当前反刍动物营养面临的一个重要问题。辣椒素(CAP)具有调控唾液腺分泌功能和改善瘤胃内环境的潜在价值。本项目以高精料诱导建立肉牛SARA模型,通过体内CAP饲喂肉牛试验发现,CAP可增加肉牛的采食时间、反刍时间和总咀嚼时间,提高瘤胃pH并降低挥发性脂肪酸的含量。利用16S rDNA测序和代谢组学技术,筛选出在SARA肉牛瘤胃中显著富集的菌群和代谢物,可作为诊断肉牛SARA的生物标志物。以辣椒油树脂作为CAP添加方式,开展不同辣椒油树脂添加水平对育肥牛生产性能的影响试验,证实CAP除提升瘤胃pH外,还具有提高肉牛干物质采食量和日增重,降低料重比,提升机体免疫和抗氧化能力等作用。以腮腺为研究对象,利用转录组、蛋白组和代谢组等技术,解析了CAP对腮腺基因表达、蛋白表达和代谢物的影响,共筛选出357个差异表达基因、29个差异表达蛋白和80个差异代谢物,并对差异基因、蛋白和代谢产物进行了相关通路富集分析。进一步分离培养原代腮腺上皮细胞,应用免疫荧光、RT-PCR和Western-blot等技术,揭示CAP降低腮腺上皮细胞紧密连接蛋白(ZO-1、ZO-2和Claudin-1)的表达,初步明确CAP经由紧密连接蛋白介导的旁细胞途径影响唾液分泌。本研究明确了CAP对SARA肉牛瘤胃内环境的改善作用以及调控腮腺唾液分泌功能的作用机制,为生产上应用CAP防治SARA提供了理论支撑。
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