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本论文通过四个试验研究了支链氨基酸(branched-chain amino acids, BCAA)对断奶仔猪生长性能和肠道免疫屏障功能的影响,并通过体内外模型研究支链氨基酸调节肠道上皮细胞表达防御素的分子机制。(1)试验一选用108头断奶仔猪,分为三个处理组,分别为对照组(21%CP)、低氮组(17%CP)和BCAA组(低氮组+BCAA)。结果表明,低氮组仔猪生长性能显著低于对照组(P<0.05),补充BCAA显著提高了仔猪的生长性能(P<0.05)。与对照组相比,BCAA的补充提高了血浆中BCAA的浓度(P<0.05),降低血浆尿素(P<0.05)。低氮组仔猪表现小肠绒毛变短、上皮淋巴细胞数目增多和小肠免疫球蛋白水平降低(P<0.05)。BCAA组较低氮组增加了十二指肠绒毛高度(P<0.05)并提高了小肠免疫球蛋白浓度(P<0.05)。在空肠和回肠中,BCAA组仔猪防御素表达水平显著高于对照组和低氮组(P<0.05)。(2)试验二以猪肠上皮细胞系IPEC-J2为体外模型,研究了BCAA对猪β防御素表达的时间效应、剂量效应和组合效应。结果显示,在处理0～12h之内,异亮氨酸对IPEC-J2细胞中防御素表达没有显著影响,处理24h时,异亮氨酸对防御素表达的刺激作用显著呈现。剂量试验中,异亮氨酸促进IPEC-J2表达防御素的作用最强,浓度为0.8mM时促进作用最大(P<0.05)。亮氨酸和缬氨酸促进防御素表达的最适浓度分别为0.1mM和0.2mM(P<0.05)。组合效应试验发现适当的比例下三种BCAA存在协同作用。(3)试验三旨在研究BCAA调节IPEC-J2中β防御素表达的分子机制。时间效应表明,异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸处理IPEC-J2细胞0到6h之内,ERKl/2的磷酸化水平增高(P<0.05)。抑制剂试验中,抑制剂PD98059和Splitomicin都显著降低了异亮氨酸对β防御素的促进作用。PD98059阻断了异亮氨酸诱发的ERK1/2和90RSK的磷酸化,Sirtl抑制剂也可阻断异亮氨酸对ERK1/2和90RSK的促磷酸化作用(P<0.05)。本试验发现脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)可促进IPEC-J2中pBD-2和pBD-3的表达(P<0.05),但ERK1/2磷酸化水平降低(P<0.05)。(4)试验四选用IPEC-J2和断奶仔猪分别作为体外和体内模型,旨在研究异亮氨酸对肠上皮细胞抵御微生物感染过程的影响。细胞试验表明,异亮氨酸处理IPEC-J224h后可显著降低共培养中沙门氏菌和大肠杆菌的增殖。动物试验为2×2双因子交叉设计,选用24头断奶仔猪,饲喂丙氨酸等氮日粮或异亮氨酸日粮。在试验第14d时,仔猪灌服磷酸缓冲液或大肠杆菌K88,灌服后第3d屠宰。结果表明,异亮氨酸组仔猪的平均日增重显著高于丙氨酸组(P<0.05)。血液中白细胞数目在大肠杆菌攻毒后显著提高(P<0.05)。异亮氨酸组血浆免疫球蛋白A水平均显著高于丙氨酸组(P<0.05)。攻毒后不同处理组仔猪血浆内毒素变化差异显著：异亮氨酸未攻毒组仔猪血浆内毒素水平显著低于丙氨酸未攻毒组(P<0.05)；大肠杆菌攻毒显著提高了丙氨酸血浆内毒素水平(P<0.05)；异亮氨酸组显著降低了大肠杆菌攻毒后血浆内毒素含量(P<0.05)。IL-6和IL-1β的浓度在攻毒后显著升高,而TNF-α水平显著降低(P<0.05)。仔猪空肠和回肠中,异亮氨酸组的pBD-1、pBD-2、pBD-3、pBD-114和pBD-129的表达水平均显著高于丙氨酸组(P<0.05),但攻毒与否不影响其表达(P>0.05)。综上,本研究内容说明支链氨基酸尤其是异亮氨酸能够通过Sirtl/ERK/90RSK通路促进猪肠上皮细胞表达防御素,同时支链氨基酸可提高肠道免疫防御功能,抵御微生物的入侵,进而保证断奶仔猪的健康和生长。