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【NCG技术】妊娠早期添加NCG能够提高母猪的胚胎成活率并调节其子宫内膜蛋白质的基因表达

亚太兴牧 2019-04-14 15:16:56

注:本文由亚太兴牧应用研发经理高环,摘译自《Maternal N-Carbamylglutamate Supplementation during Early Pregnancy Enhances Embryonic Survival and Development through Modulation of the Endometrial Proteome in Gilts》,The Journal of Nutrition20151452212-20。


试验背景

早期妊娠流产是发生在人类和动物上的一个重要问题,哺乳动物早期妊娠流产率高达 30%-50%。精氨酸能够激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)细胞信号通路,从而刺激胎盘、子宫和胎儿蛋白合成,对胚胎的形成和整个妊娠过程均有重要影响。日粮添加Arg可提高妊娠早期胚胎存活,促进胎盘生长,并防止胎儿生长受限。但生产实践中受添加成本和配方影响,外源添加的精氨酸未能在动物机体内充分发挥作用。N-氨甲酰谷氨酸(NCG)可以作为內源精氨酸代谢激活剂,理化性质稳定,不干扰肠道吸收日粮中的色氨酸和其他碱性氨基,持续激活肠道中瓜氨酸的合成,促进精氨酸的内源合成,达到平衡供给。已有研究表明 NCG 能够提高大鼠妊娠早期胚胎的成活率,然而,关于母猪饲粮中添加 NCG  在子宫内膜中参与提高胚胎着床率和催产作用的关键因子的研究鲜有人知。


1 试验目的

本文的目的是探讨母猪妊娠早期日粮中添加 NCG 对胚胎的存活和发育的影响,并揭示用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)子宫内膜蛋白组学等分析方法分析的相关关键因子。

2  试验方法

本试验分别选取妊娠14天和28天的母猪及胎猪,试验分为两组,对照组饲喂基础日粮,对照组在基础日粮中添加 0.05% NCG。使用 iTRAQ 的定量蛋白质组学的方法检测添加 NCG 对子宫内膜蛋白质组的影响。试验中所用 NCG 纯度 ≥97%,由国家饲料工程技术研究中心提供。

3 结果

1. NCG对母猪繁殖性能的影响1

组别

对照组2

0.05%NCG3

妊娠0天体重,kg

132 ± 2

132 ± 2

妊娠28天体重,kg

148 ± 3

153 ± 2

总产仔数, n

11.3 ± 0.3

12.6 ± 0.5*

活仔数, n

11.0 ± 0.3

12.3 ± 0.5*

黄体数, n

14.3 ± 0.5

13.9 ± 0.6

胚胎死亡率, %

22.9 ± 2.5

11.1 ± 3.0*

子宫重量, kg

1.30 ± 0.07

1.36 ± 0.04

总活胎体重, g

12.8 ± 0.4

15.1 ± 0.4**

总胎盘重量, g

202 ± 5

228 ± 9*

总羊水容积, L

2.71 ± 0.15

3.20 ± 0.07*

1.   数值用平均值±标准误。n= 8(对照组)或7NCG)。与对照组相比*表示 P<0.05**表示P<0.01NCGN-氨甲酰谷氨酸。

   2.对照组饲喂基础日粮。

  3.试验组日粮是基础日粮内添加0.05%NCG

表2. 妊娠母猪0-28天日粮中添加0.05% NCG对其妊娠14天及28天时血浆游离氨基酸浓度的影响1

氨基酸

对照组2

0.05%NCG3

妊娠第14



谷氨酸

172 ± 7

201±8*

鸟氨酸

90 ± 6

129± 13**

精氨酸

192 ±  7

250 ± 13**

蛋白质

277 ± 13

317 ± 11*

妊娠第28



谷氨酸

153 ± 9

216 ± 21*

鸟氨酸

109± 6

135 ± 3**

精氨酸

195 ± 7

271 ± 20**

蛋白质

343 ± 16

402 ± 18*

1. 数值用平均值±标准误。妊娠

14天时,n = 7(对照组)或8(NCG);妊娠28天时,n=8(control)或7 (NCG) 。与对照组相比*表示P< 0.05,**表示P<0.01。NCG即N-氨甲酰谷氨酸。

2. 对照组饲喂基础日粮。

3. 试验组日粮是基础日粮内添加0.05%NCG

表3. 妊娠母猪0-28天日粮中添加0.05% NCG对血浆NO及激素水平的影响1

组别

对照组2

0.05%NCG3

妊娠第14



NO,μmol/L

19.0 ± 2.0

28.3 ± 1.8*

雌二醇,pg/mL

135 ± 9

131 ± 9

孕酮,μg/L

29.2 ± 2.4

28.1 ± 2.0

妊娠第28



NO,μmol/L

17.9 ± 2.1

28.7 ± 2.7*

雌二醇,pg/mL

103 ± 12

109 ± 14

孕酮,μg/L

26.4 ± 1.2

27.9 ± 1.5

1.数值用平均值±标准误。妊娠14天时,n = 7(对照组)或8(NCG);妊娠28天时,n=8(control)或7(NCG) 。与对照组相比*表示 P< 0.05,**表示P<0.01。NCG即N-氨甲酰谷氨酸。

2.对照组饲喂基础日粮。

3. 试验组日粮是基础日粮内添加0.05%NCG

3.1  NCG对母猪繁殖性能的影响

结果显示,母猪妊娠28天时在饲粮中添加 NCG 能够显著提高1.32 头总产仔数和 1.29 头活仔数(P< 0.05),胚胎死亡率显著下降(P<0.05);与对照组相比,添加 NCG 组活胎窝重提高 18% (P<0.05),全胎盘重量和总羊水量分别增加了 13% 和 18% (P<0.05);然而,母猪的体重、子宫重量和黄体数没有 NCG 组和对照组之间的差异(表1)。

3.2   妊娠母猪0-28天日粮中添加 0.05%  NCG 对其妊娠14天及28天时血浆游离氨基酸浓度的影响

在妊娠母猪日粮中添加 NCG,在妊娠第14 天测得试验组谷氨酸,鸟氨酸、精氨酸、蛋白质的血浆浓度分别提高 17%、43%、30%、14%(P<0.05);同样,在妊娠第 28天测得谷氨酸、鸟氨酸、精氨酸、蛋白质的血浆浓度分别提高 41%,24%,39%,和 17%(P<0.05)(表2)。

3.3   妊娠母猪 0-28 天日粮中添加 0.05% NCG对血浆 NO 及激素水平的影响

相比对照组,添加 NCG 组血浆中 NO 浓度在妊娠 14天 和 28天 分别增加了 49% 和 55% (P<0.05),血浆雌二醇和孕酮在妊娠 14天 和 28天 浓度没有差异(表3)。

3.4  添加NCG对糖类、脂质和蛋白相关蛋白代谢的影响

其他试验结果表明,添加 NCG 的试验组母猪共有 59 个蛋白质显示至少 2倍 的差异(P0.05),其中包括 52 个高丰度的蛋白质和 7 个低丰度蛋白质。这些差异表达的蛋白主要参与机体细胞粘附、能量代谢、脂类代谢、蛋白质代谢、抗氧化应激和免疫反应等生理反应。饲料中添加 NCG 测定、母猪妊娠14天时与胚胎着床和发育密切相关的几种蛋白质,如整合素 αv,整合素 β3,细胞骨架蛋白 talin,和内皮型一氧化氮合酶等,结果这些蛋白质均有不同程度表达的上调。

4 结论

本研究结果为母猪饲粮中添加NCG补充诱发子宫内膜的蛋白质丰度改变,且与胚胎的成活及发育高度相关提供了理论依据。


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