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小肠是营养物质消化吸收的主要场所,小肠黏膜上皮细胞的能量营养及其正常的代谢不仅是保障肠道正常发育的基础,也是动物机体维持生命活动的必要条件。营养物质是生命活动及代谢过程的底物也是供能物质,同时也是对肠黏膜上皮细胞起到营养和维持其生理功能的重要物质。葡萄糖可为细胞代谢过程提供瞬时且高效的能量;谷氨酰胺既是小肠黏膜上皮细胞的结构性需求物质,也是细胞的能量供体物质;脂肪酸的需求较少,肠黏膜上皮细胞与其他细胞相比对三大营养物质有不同的代谢特点和需求差异,可能会导致细胞生物学功能发生改变。本试验以仔猪小肠上皮细胞（IPEC-J2）为模型,从能量代谢角度出发,探究不同能源物质构成是否通过调节仔猪小肠上皮细胞的能量代谢影响其生物学功能（增殖、凋亡）。共分为4个处理组:2 m M组（2 m M谷氨酰胺和26.6 m M葡萄糖）、4 m M组（4 m M谷氨酰胺和25 m M葡萄糖）,6 m M组（6m M谷氨酰胺和23.6 m M葡萄糖）和8 m M组（8 m M谷氨酰胺和22 m M葡萄糖）,其中将商业培养基4 m M组作为对照组,本研究分为以下三个部分:试验一:不同能源物质构成对IPEC-J2增殖、凋亡的影响。本试验采用x CELLigence RTCA DP系统以及流式细胞仪,观察不同能源物质构成对IPEC-J2细胞增殖和凋亡状况的影响。结果显示,适当浓度（2 m M）的谷氨酰胺可以促进细胞的增殖,但随着谷氨酰胺含量的增加会抑制细胞的增殖,对细胞造成损伤。谷氨酰胺含量为2 m M的处理组,细胞增殖效果最佳,显著高于对照组（4 m M组,P<0.05）,且细胞凋亡率最低。处理组6 m M组和8 m M组,与对照组（4 m M组）相比,细胞增殖显著降低（P<0.05）,凋亡率显著增加（P<0.05）。试验二:不同能源物质构成对IPEC-J2的ATP生成量及能量代谢相关酶m RNA表达量的影响。试验设计同试验一,利用Seahorse XF能量代谢检测系统,实时测定细胞ATP的生成量。同时采用Real Time Quantitative PCR方法,对能量代谢相关酶:己糖激酶、丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶β和异柠檬酸脱氢酶γ的m RNA相对表达量进行检测。由ATP生成量的检测结果发现,与对照组（4 m M组）相比,含2 m M谷氨酰胺的处理组,ATP的含量显著增加（P<0.05）。而6m M组和8 m M组,ATP的生成能力显著降低（P<0.05）。由Real Time Quantitative PCR试验结果分析,发现2 m M组与对照组（4 m M组）相比,柠檬酸合酶和异柠檬酸脱氢酶β的相对表达量显著增加（P<0.05）。而在6 m M和8 m M组中,己糖激酶、丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶β和异柠檬酸脱氢酶γ的相对表达量均显著低于对照组（4 m M组,P<0.05）。试验三:不同能源物质构成对IPEC-J2能量代谢及增殖、凋亡相关信号通路基因和蛋白表达的影响。试验设计同试验一,采用Real Time Quantitative PCR法,对能量代谢及细胞增殖、凋亡相关基因PI3K、AKT、m TOR、Bcl-2、Bax和Bcl-XL相对表达量进行检测。同时采用Western Blot法,对能量代谢及细胞增殖、凋亡相关蛋白PI3K、AKT、m TOR、Bcl-2和Bax相对表达量变化进行检测。由Real Time Quantitative PCR试验结果可得,与对照组（4 m M组）相比,Akt的相对表达量显著高于对照组（4 m M组,P<0.05）。在6 m M和8 m M组中,PI3K和Bcl-XL均显著低于对照组（4 m M组,P<0.05）,而AKT、m TOR和Bcl-2只有在8 m M组时显著低于对照组（4 m M组,P<0.05）。由Western blot结果得出,与4 m M组相比,谷氨酰胺含量为2 m M的处理组,AKT、m TOR、Bcl-2蛋白的相对表达量显著增加（P<0.05）。在6 m M和8 m M处理组中,PI3K和m TOR蛋白的相对表达量显著低于对照组（4 m M组,P<0.05）,Bcl-2蛋白的表达量只有8 m M组显著低于对照组（4 m M组,P<0.05）。以上研究结果表明,当能量水平一致时,含2 m M谷氨酰胺的处理组,细胞凋亡率最低,同时细胞增殖效果最佳,ATP的生成量和能量代谢相关酶的表达量也随之增加,并上调了PI3K、AKT、m TOR、Bcl-2和Bcl-XL相对表达量。说明当能源物质构成不同时,很可能是通过调控细胞能量代谢的过程,进而影响细胞的增殖和凋亡。但随着培养基中谷氨酰胺含量的增加会抑制细胞的增殖,细胞凋亡率显著增加（P<0.05）,可能是细胞代谢产物的累积,对细胞能量代谢起到了抑制作用,从而影响了细胞的增殖。初步揭示了肠黏膜上皮细胞对能源物质的差异化需求和代谢规律及特点。为深入认识细胞能量代谢与细胞生物学功能间的相关机制研究提供理论依据。