摘要
铁是动物体中最重要的微量元素之一，新生仔猪缺铁对其生长发育具有不利的影响。氨基酸铁是一类生物利用度较高的补铁产品，甘氨酸铁作为氨基酸铁的其中一种，因其价格较低，补铁效果优异而被广泛应用。但是，肠道如何吸收利用该类铁剂的机制仍不十分清楚，铁和氨基酸是以整体还是单独发挥作用也存在争议，不同公司的该类产品的螯合度存在差异，限制了该类产品的深度开发和推广应用。 因此，我们拟通过体外和体内相结合的试验方法，给予猪空肠上皮细胞(IPEC-J2)和新生仔猪不同螯合度的铁源，基于转录调控水平，探讨其可能的差异机制。首先，我们利用仔猪空肠上皮细胞(IPEC-J2)，通过qRT-PCR技术，对铁转运相关基因和甘氨酸铁(FeGly)转运的预测基因进行检测。随后选择0日龄的新生仔猪为研究对象，分别灌服硫酸亚铁(FeSO4)，甘氨酸络合铁(FeGly1)和甘氨酸螯合铁(FeGly2)，21日龄后屠宰，收集体重数据、血液样本、十二指肠粘膜样本，分析了灌服这几种铁源后，仔猪生长性能和血液常规指标，并通过mRNA和microRNA组学联合分析，解析不同铁源在仔猪肠道吸收转运差异机制。主要研究结果如下: 1) IPEC-J2细胞中添加FeSO4、FeGly1、FeGly2处理后发现，与铁转运有关的基因HAMP、DMT1、FPN、Tf和DcytB表达均无差异，而甘氨酸转运有关的基因中GlyT1的表达有差异，因此，甘氨酸铁处理后的IPEC-J2细胞的铁吸收可能与GlyT1有关。 2)通过对新生仔猪施用不同铁源灌服补铁后，我们发现仔猪的生长性能虽没有显著差异，但血常规指标中已经显示对照组中的仔猪已经显著的产生了贫血的症状，如RBC、HGB、PLT、红细胞形态等都显著的变化;不同铁源饲喂后的仔猪在免疫，凝血等方面显示出了差异，可能就是受甘氨酸铁或甘氨酸的功能影响。 3)转录组学分析结果显示，在本实验中共筛选到56个与铁有关的差异基因，其中已知与铁直接相关的有DcytB，而其余经文献调查，很有可能也参与到铁相关吸收代谢中，例如SYP，Osterix等;GO和KEGG功能分析后发现，差异基因主要影响了多种代谢功能、糖鞘脂的合成、消化器官的分泌作用和免疫功能;而对灌服硫酸亚铁与甘氨酸铁的仔猪差异基因进行富集分析后发现，吞噬小体(Phagosome)等相关通路的差异表达可能暗示甘氨酸铁是通过囊泡运输进入细胞。 4) miRNA与转录组学进行关联分析后，结果显示处理组中没有共同差异miRNA，说明不同铁源可能没有共同调控铁吸收转运的miRNA，但是甘氨酸络合铁(FeGly1 vs Con)与甘氨酸铁组(FeGly2 vs Con)中的miRNA如miR-34家族可能与铁调节有关。对硫酸亚铁(FeSO4 vs Con)和甘氨酸铁(FeGly2 vs Con)的差异miRNA进行关联分析后发现，甘氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、铁死亡等通路的富集结果说明甘氨酸铁补铁的优异效果可能主要通过保护肠道健康，增强免疫功能来实现。 综上，我们发现IPEC-J2细胞中的GlyT1有可能参与甘氨酸铁的转运。随后通过仔猪饲养试验与microRNA-mRNA测序的关联分析结果发现了不同铁处理后的肠道的差异基因和microRNA表达，通过对这些差异基因的研究，我们发现了部分可能与铁吸收调控有关的基因和miRNA表达，其次，我们也对差异铁源的吸收方式进行了探究，发现其可能会通过囊泡进行运输。
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