miR-29调控胞外基质-整合素信号通路及仔猪肠道发育的研究

宫内生长受限（IUGR）可导致仔猪小肠绒毛减少，肠道指数下降，细胞骨架蛋白所占比例增加以及重要黏附分子中整合素β1亚基的表达下调。前期芯片谱筛选与定量PCR验证表明：miR-29家族在IUGR仔猪肠道中表达明显升高；靶基因预测显示：胶原、层粘连蛋白、整合素、CDC42、生长因子受体等细胞外基质、黏附连接及其信号通路相关蛋白很可能是miR-29的抑制对象。本研究拟以体内仔猪肠道和体外培养的仔猪肠道上皮细胞系为材料，系统研究细胞外基质、黏附连接以及紧密连接与IUGR导致小肠发育受损之间的关系，研究miR-29过量与抑制对仔猪肠道细胞增殖、黏附连接、蛋白质组的影响，并通过荧光素酶报告基因检测系统验证其直接作用的靶基因与抑制效果，以期揭示miR-29调控细胞外基质-整合素信号通路以及仔猪肠道发育的分子机理，深化对IUGR导致仔猪肠道发育受损机制的认识，为新生期仔猪肠道的发育调控提供一定的理论依据。

肠道是营养物质消化与吸收的主要场所，新生期仔猪肠道的发育直接影响着哺乳期仔猪的生长和断奶体重，继而又决定着后期生长速度和出栏时间。随着生产实践中早期断奶策略的实施，新生期仔猪肠道发育调控受到越来越多的关注。基于初娩母猪的宫内生长受限（IUGR）模型，前期研究发现：miR-29家族在IUGR仔猪肠道中表达明显升高，而其靶向抑制的蛋白质很可能是与细胞增殖密切相关的细胞外基质（胶原、层粘连蛋白）、整合素等，进而影响了IUGR仔猪肠道的增殖与发育。基于上述结果，本项目首先系统研究了新生期不同日龄（1日龄、7日龄和21日龄）正常和IUGR仔猪的肠黏膜发育规律。发现IUGR对仔猪出生后的影响具有持续效应，在哺乳期不同阶段IUGR仔猪体重始终极显著低于正常仔猪，未观察到补偿性生长；IUGR仔猪空肠绝对长度和重量以及相对重量、空肠绒毛高度均低于正常仔猪，小肠绒毛相对萎缩、间隙增大；参与九类生物学过程的56个蛋白在IUGR与正常仔猪肠道存在差异表达，IUGR猪肠道中应激和凋亡相关蛋白表达增加，营养物质消化代谢、吸收转运、氧化还原平衡等相关蛋白表达降低；整合素-细胞外基质以及紧密连接相关的整合素β、胶原蛋白、Claudin、Occludin、ZO-1表达降低。接着，以猪的肠道上皮细胞系IPEC为材料，通过mimics和inhibitor建立了miR-29a过表达与抑制模型。发现在miR-29a被抑制后细胞增殖显著增加，紧密连接蛋白（Claudin、Occludi、ZO-1、ZO-2）、膜联蛋白、波形蛋白和网格蛋白表达上调；而在miR-29a过表达情况下，虽然细胞增殖与对照组相比并无显著差异，但在蛋白质表达水平上脂联蛋白表达下调、核糖体合成蛋白与内质网中应激相关的分子伴侣蛋白表达上调。总之，本项目初步揭示了IUGR仔猪肠道通过提高miR-29a表达，靶向抑制整合素-细胞外基质通路蛋白的翻译与表达，从而抑制了肠道细胞增殖与发育。在本项目的资助下，共在Antioxidant & Redox Signaling，Journal of Nutrition, Journal of Nutritional Biochemistry, Journal of Animal Science, Frontiers in Bioscience等期刊发表标注SCI论文9篇。