早期斷奶往往會(huì)導(dǎo)致幼齡動(dòng)物小腸上皮組織的發(fā)育異常，進(jìn)而引發(fā)一系列腸道健康問題，是造成養(yǎng)殖場(chǎng)經(jīng)濟(jì)損失的重要原因。谷氨酰胺是母豬哺乳后期3-4周乳汁中含量最豐富的氨基酸。飼糧中補(bǔ)充谷氨酰胺能夠有效緩解早期斷奶導(dǎo)致的仔豬小腸上皮發(fā)育不良，其作用機(jī)制在成熟的小腸上皮細(xì)胞層面也得到了深入的闡釋。值得注意的是，小腸上皮的發(fā)育由隱窩處的小腸干細(xì)胞驅(qū)動(dòng)。因此，從小腸干細(xì)胞層面解析谷氨酰胺促進(jìn)早期斷奶期間腸道健康的機(jī)制，對(duì)改善早期斷奶幼齡腸道健康具有重要意義。
近期，中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所印遇龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)姚康研究員課題組在Cell子刊Stem Cell Reports上，發(fā)表了題為Glutamine boosts intestinal stem cell-mediated small intestinal epithelial development during early weaning: Involvement of WNT signaling的研究性論文，從小腸干細(xì)胞層面，提出了谷氨酰胺促進(jìn)斷奶期間腸道健康的新機(jī)制。
該研究使用早期斷奶小鼠模型和小腸類器官模型，在體內(nèi)、原代和體外三個(gè)維度開展了研究。體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充谷氨酰胺能夠促進(jìn)早期斷奶小鼠小腸上皮的發(fā)育，提高小腸干細(xì)胞的自我更新活性和驅(qū)動(dòng)小腸上皮再生的能力。原代類器官培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充谷氨酰胺能夠提高小腸隱窩處干細(xì)胞生成類器官的能力。體外類器官培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果，具體表現(xiàn)在隨著谷氨酰胺濃度的增加，類器官中小腸干細(xì)胞的干性提高，類器官的隱窩數(shù)目和體積增加。體外研究還發(fā)現(xiàn)，剝奪培養(yǎng)基中的谷氨酰胺將導(dǎo)致小腸干細(xì)胞驅(qū)動(dòng)腸道上皮發(fā)育的能力喪失，這表明谷氨酰胺對(duì)小腸干細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的腸道上皮發(fā)育是必需的。在分子機(jī)制機(jī)制方面，該研究發(fā)現(xiàn)谷氨酰胺提高了小腸干細(xì)胞Wnt信號(hào)通路的活性，使用Wnt抑制劑則消除了補(bǔ)充谷氨酰胺對(duì)小腸干細(xì)胞功能和活性的改善作用?？傊撗芯勘砻鞴劝滨０凡粌H作用于成熟的小腸上皮細(xì)胞，也提高了小腸干細(xì)胞的活性從而促進(jìn)小腸上皮的發(fā)育，這豐富了谷氨酰胺促進(jìn)早期斷奶期間腸道健康的機(jī)制，為其在幼齡動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
亞熱帶生態(tài)所姚康研究員為論文的通訊作者，在讀博士研究生田軍權(quán)為論文的第一作者。這是該課題組繼在Stem Cell Research & Therapy上發(fā)表題為Early weaning causes small intestinal atrophy by inhibiting the activity of intestinal stem cells: involvement of Wnt/β-catenin signaling論文后，在小腸干細(xì)胞方向的又一研究成果。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃和泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才項(xiàng)目的共同資助。
