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精胺是普遍存在于细胞内的功能性物质,能提高幼龄动物抗氧化状态,促进机体免疫力,但精胺对仔猪肠上皮损伤修复的影响不清楚。本试验从体内和体外考察精胺对猪肠上皮细胞损伤修复的影响。试验一:精胺对仔猪肠道损伤修复的影响本试验旨在探讨精胺对仔猪肠道损伤修复及对Ras相关的C3肉毒素底物1(Rac1)/磷酸脂酶C-γ1(PLC-γ1)信号途径相关基因表达的影响。选取80头9日龄仔猪预饲2天,于12日龄开始正式试验。共8组,每组10头仔猪。仔猪分为精胺组(0.4mmol/kg BW)和对照组,饲喂时间为7小时、3天、6天、9天。结果表明:(1)精胺降低了仔猪空肠和回肠炎症基因表达:精胺饲喂能显著降低空肠和回肠肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)、白介素-8(IL-8)、干扰素-γ(IFN-γ)m RNA表达水平(P<0.05),显著降低回肠白介素-2(IL-2)基因表达水平,显著提高空肠和回肠白介素-10(IL-10)、转化生长因子β1(TGF-β1)m RNA表达水平(P<0.05)。延长精胺处理时间,空肠TNF-α、IFN-γ、IL-8基因表达水平显著降低(P<0.05),显著提高了空肠IL-10和TGF-β1基因表达水平(P<0.05),回肠TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6和IL-8基因表达水平显著降低(P<0.05)。(2)精胺提高了仔猪空肠和回肠抗氧化状态:精胺显著提高了空肠和回肠超氧化物歧化酶(SOD1)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx1)、谷胱甘肽巯基转移酶(GST)和空肠核因子E2相关因子(Nrf2)基因表达水平(P<0.05),显著提高了回肠过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)基因表达水平(P<0.05)。延长精胺处理时间,空肠SOD1、CAT和Nrf2 m RNA水平显著提高,回肠SOD1、GR、GPx1和Nrf2 m RNA水平显著提高(P<0.05)。(3)精胺提高了仔猪空肠和回肠屏障功能:饲喂精胺显著提高了空肠和回肠闭锁连接蛋白1(ZO1)、闭锁连接蛋白(ZO2)、occludin、闭合蛋白-1(claudin-1)、闭合蛋白-2(claudin-2)、闭合蛋白-3(claudin-3)、闭合蛋白-12(claudin-12)、闭合蛋白-14(claudin-14)、闭合蛋白-15(claudin-15)、闭合蛋白-16(claudin-16)基因表达水平(P<0.05),显著降低了空肠肌球蛋白轻链激酶(MLCK)基因表达水平(P<0.05)。延长精胺处理时间,空肠ZO1、claudin-3、occludin和claudin-2、claudin-1、claudin-16、claudin-15基因表达水平显著提高(P<0.05),回肠ZO1、claudin-12、ZO2、occludin、claudin-15、claudin-1、claudin-2、claudin-3、claudin-14、claudin-16基因表达水平显著提高(P<0.05),空肠MLCK基因表达水平显著降低(P<0.05)。(4)精胺饲喂后血清D-乳酸含量显著降低了26.02%(P<0.05)。血清D-乳酸含量与空肠回肠促炎性细胞因子呈显著正相关,与抗氧化相关基因m RNA表达呈显著正相关。(5)精胺提高了仔猪空肠和回肠Rac1/PLC-γ1信号途径相关基因的表达水平:精胺处理显著提高了空肠和回肠Rac1、PLC-γ1、Ras同源基因家族成员A(Rho A)、细胞分裂周期蛋白42(CDC42)m RNA水平(P<0.05)以及空肠肌球蛋白调节性轻链(MRLC)m RNA水平(P<0.05),显著下调了回肠Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶(Rock1)基因表达水平(P<0.05)。延长精胺处理时间,空肠Rac1、PLC-γ1、Rho A、CDC42和MRLC基因表达水平显著提高(P<0.05),回肠PLC-γ1和Rho A基因表达水平显著增加(P<0.05),回肠Rock1基因表达水平显著降低(P<0.05)。上述结果表明精胺可减少仔猪肠道炎症反应,增强肠道抗氧化状态,保持肠道屏障的完整性促进仔猪肠道损伤修复,这种作用与通过Rac1/PLC-γ1信号途径有关。试验二:精胺对猪肠上皮细胞损伤修复的影响本试验以猪IPEC-J2细胞为试验材料,通过构建划痕损伤模型和TNF-α诱导损伤模型,从体外研究精胺对猪肠上皮细胞损伤修复的影响,主要包括精胺对细胞增殖的影响;精胺及Rac1/PLC-γ1抑制剂对细胞迁移的影响及Rac1和PLC-γ1蛋白表达水平的影响;TNF-α处理后,精胺及Rac1/PLC-γ1抑制剂对细胞Rac1/PLC-γ1信号途径基因表达及紧密连接蛋白表达的影响。结果表明:(1)精胺促进细胞的增殖:1μM-10μM及100μM精胺处理能够显著提高细胞的增殖(P<0.05),1000μM、1500μM及2000μM精胺可降低细胞增殖(P<0.05)。(2)精胺促进细胞的迁移:1μM精胺显著提高了细胞迁移面积和迁移距离(P<0.05),4μM精胺和8μM精胺显著降低了细胞迁移面积,且随着精胺浓度的增加,迁移面积和迁移距离逐渐减小(P<0.05)。(3)NSC-23766和U73122抑制细胞迁移:6小时135μM NSC-23766显著降低了细胞的迁移面积和迁移距离(P<0.05)。12小时75μM、90μM、105μM、120μM NSC-23766显著降低了细胞的迁移面积和迁移距离,120μM效果最好(P<0.05)。24小时120μM NSC-23766显著降低了细胞迁移面积和迁移距离(P<0.05)。6小时1μM U73122、2μM U73122、3μM U73122显著降低了细胞迁移面积和迁移距离,且随着U73122浓度的增加,细胞迁移面积和迁移距离逐渐降低(P<0.05)。12小时1μM U73122与3μM U73122显著降低了细胞的迁移面积和迁移距离(P<0.05),其中3μM U73122效果最好。(4)与1μM精胺组相比,120μM NSC-23766+1μM精胺和3μM U73122+1μM精胺组显著降低了细胞迁移面积和迁移距离(P<0.05)。(5)1μM精胺显著提高了细胞Rac1和PLC-γ1的蛋白表达水平(P<0.05)。(6)120μM NSC-23766显著减少了细胞Rac1蛋白表达水平(P<0.05),3μM U73122显著降低了细胞Rac1和PLC-γ1的蛋白表达水平(P<0.05)。(7)与1μM精胺组相比,1μM精胺+120μM NSC-23766以及1μM精胺+3μM U73122显著降低了细胞Rac1和PLC-γ1的蛋白表达水平(P<0.05)。(8)与对照组相比,40ng/m L TNF-α显著降低了细胞Rac1、Rho A、CDC42基因表达水平(P<0.05);0.1μM精胺显著提高了Rac1、PLC-γ1、Rho A、CDC42、Rock1基因表达水平以及GTP-rac1、occludin及claudin-1蛋白表达水平(P<0.05);与40ng/m L TNF-α组相比,40ng/m L TNF-α+0.1μM精胺显著提高了Rac1、PLC-γ1、MRLC、Rho A、CDC42、Rock1基因表达水平(P<0.05),显著增加了GTP-rac1和PLC-γ1磷酸化蛋白以及ZO-1、occludin及claudin-1蛋白表达水平(P<0.05);与40ng/m L TNF-α+0.1μM精胺组相比,40ng/m L TNF-α+0.1μM精胺+160μM NSC-23766显著降低了Rac1、MRLC、CDC42以及Rock1基因表达水平(P<0.05),40ng/m L TNF-α+0.1μM精胺+3μM U73122显著降低了Rac1、PLC-γ1、MRLC基因表达水平(P<0.05),40ng/m L TNF-α+0.1μM精胺+160μM NSC-23766及40ng/m L TNF-α+0.1μM精胺+3μM U73122显著降低了GTP-rac1及PLC-γ1磷酸化蛋白的表达(P<0.05),显著降低了细胞ZO-1、occludin及claudin-1蛋白表达水平(P<0.05)。综上,精胺提高细胞迁移、细胞增殖和紧密连接蛋白表达来促进猪肠上皮细胞损伤修复,Rac1/PLC-γ1信号途径参与精胺修复猪肠上皮细胞损伤。