支链氨基酸添加通过调节mTOR通路促进IUGR猪生长的机理研究

在中国的养猪生产中，宫内生长受限（IUGR）是当前猪场普遍存在的制约养猪生产的重大问题。IUGR对胎猪及仔猪的生长发育、健康状况、机体组织的蛋白和脂肪组成以及肉品质都会产生长期的负面影响。但目前还没有解决这个实际问题的营养措施。我们期望通过利用亮氨酸或支链氨基酸对信号通路和靶代谢过程调控来解决这一世界难题。根据我们初期的实验数据，我们提出如下科学研究假设: (1) IUGR仔猪日粮中添加亮氨酸或支链氨基酸能够激活mTOR信号通路及蛋白质的合成，从而促进仔猪的生长和发育；（2）改善新生仔猪的支链氨基酸营养可以调控断奶仔猪的代谢和生长基因的表达，从而提高断奶仔猪的生长性能和饲料利用率。本研究拟通过蛋白质组学和代谢组学技术，稳定同位素技术，和表观遗传学技术探讨支链氨基酸作为功能性氨基酸，改善IUGR 仔猪存活生长的机理。本项目研究结果对促进我国国民经济和社会发展具有非常重要的意义。

猪先天性宫内生长受限（IUGR）发生率占新生仔猪的四分之一，严重影响养猪业的发展。IUGR仔猪生长发育缓慢，营养物质吸收利用率降低，增加了养猪业的成本。而且大多数IUGR仔猪在断奶前死亡，占仔猪断奶前死亡总数的76%。通过营养调控措施减少IUGR对养猪业带来的不良影响具有重要的研究意义。支链氨基酸作为一种重要的非必需基酸，能否改善IUGR哺乳仔猪的肠道发育及形态结构，进而促进营养物质在小肠的转运和吸收，提高其生产性能，目前还不清楚。我们的研究发现，亮氨酸添加可以明显提高正常出生重哺乳仔猪的生长性能和小肠绒毛发育，这种促生长作用是通过调节空肠中氨基酸转运载体的表达，进而促进蛋白质的合成而实现的。相反，IUGR仔猪补充相同剂量的亮氨酸，不仅没能起到促进其生长性能的作用，反而抑制了其生长，并且这种抑制作用随着亮氨酸添加浓度的增高而更加明显。这可能是由于IUGR仔猪小肠对外源性补充亮氨酸耐受，因而不能激活小肠的氨基酸转运载体、以及蛋白质合成相关基因的表达。我们的研究结果提示，外源性添加亮氨酸不能改善IUGR仔猪的发育及生长性能。