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本研究的目的是检测奶牛消化道上皮游离氨基酸(AA)和小肽转运载体的组织分布,探讨粗饲料来源对这些转运蛋白表达的影响。18头荷斯坦奶牛被随机分到3组日粮中(n=6):AH:苜蓿干草为主要粗饲料;CS:玉米秸秆为主要粗饲料:RS:稻草为主要粗饲料。饲养试验后结束后,屠宰奶牛采取消化道内容物及上皮组织(瘤胃、瓣胃、十二指肠、空肠和回肠),完成后续分析。获得的主要试验结果如下。 1.不同部位消化道内容物的游离氨基酸和肽结合氨基酸含量(试验一)将瘤胃液、瓣胃食糜及小肠食糜取出,解冻后两次离心取上清液,加入三氯乙酸沉淀蛋白质。将处理好的澄清上清液直接用AA自动分析仪测定游离AA浓度;以6 mol/L HCl水解后的总AA与游离AA含量之差作为肽结合氨基酸(PBAA)。结果发现,在瘤胃中游离AA浓度为AH组和RS组高于CS组(P<0.01),而PBAA的浓度为AH组高于CS组,RS组和其它两组差异不显著(P=0.1)。在瓣胃、十二指肠和空肠食糜中,游离AA和PBAA浓度在不同日粮下差异不显著(P>0.05)。PBAA和游离AA的比值在前胃和十二指肠相似(数值=1),而这一比率的数值在空肠小于1,这可能表明,PBAA在空肠得到充分的消化和分解,或者空肠对PBAA的吸收能力较强。 2.不同部位消化道组织的氨基酸转运载体含量(试验二) 取出冻存的消化道组织,在液氮中研磨成粉状后提取RNA和蛋白,用于后续的qRT-PCR和western blot,测定消化道上皮细胞的几种重要AA转运载体(ASCT2、CAT1、LAT1和ATB0,+) mRNA与蛋白的表达丰度,其中ASCT2和LAT1转运中性AA,ATB0,+转运中性和碱性AA,而CAT1转运碱性AA。结果发现,消化道不同部位ATB0,+、ASCT2、LAT1和CAT1都有表达,但不同部位表达量存在显著差异(P<0.05)。5种载体在空肠的表达量都高于其它几个部位,表明空肠可能是奶牛蛋白质消化吸收的主要部位。试验发现前胃也表达较高水平的AA转运载体,说明前胃的吸收作用不能忽视。三组日粮处理下AA转运载体的表达丰度有显著差异:在瘤胃、瓣胃和十二指肠上皮,三组日粮处理下AA转运载体的表达丰度相似(P>0.05);在空肠部位,CS组的ASCT2蛋白表达丰度高于AH组和RS组(P<0.05);回肠部位的ATB0,+mRNA表达丰度在不同处理下差异显著(P<0.05),AH组最高,CS最低。不同的粗饲料资源导致AA转运蛋白表达丰度发生变化,表明日粮对AA在消化道的吸收转运有调控作用。 3.不同部位消化道组织的肽结合氨基酸转运载体含量(试验三) 取出冻存的消化道组织,在液氮中研磨成粉状,然后提取RNA和蛋白,用于后续的qRT-PCR和western blot。该试验的目的是检测小肽转运载体(PEPT1)在奶牛消化道上皮的表达分布,评价不同粗饲料对PEPT1表达的影响作用。结果发现,消化道5个部位皆表达PEPT1,但不同部位表达量存在显著差异(P<0.05):在空肠的mRNA表达量最高,在回肠的蛋白表达量最高,表明空肠和回肠是奶牛小肽吸收能力最强的部位。试验发现前胃也表达较高水平的PEPT1表达。不同日粮处理下,PEPT1的表达差异显著:在瘤胃中,RS组的PEPT1 mRNA表达量最高,AH和CS组差异不显著(P<0.05);在瓣胃,AH组PEPT1的mRNA表达丰度高于CS组(P<0.05);在十二指肠,三组日粮处理下PEPT1的表达丰度相似(P>0.05);在空肠部位,AH组的PEPT1蛋白表达丰度较低,但是CS组和RS组差异不显著;回肠部位的PEPT1mRNA表达丰度在不同处理下差异显著(P<0.05),AH组最高,CS最低。不同的粗饲料资源导致小肽转运蛋白表达丰度发生类似变化,表明小肽蛋白质在消化道的吸收转运受日粮营养组分的调控。 综上所述,本研究发现4种与AA转运相关的转运载体(CAT1、ATB0,+、ASCT2和LAT1)和PEPT1在奶牛胃肠道上皮细胞均有表达,且在奶牛胃肠道不同部位的表达量差异显著,在空肠表达量最大,提示空肠是AA和小肽吸收能力最强的部位;不同粗饲料选择性的影响某些AA转运蛋白(ATB0,+和ASCT2)和PEPT1的表达,表明某些AA转运载体和小肽转运载体受到饲料的影响。