动物应激反应伴随下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)的激活和皮质醇分泌增加。中枢海马接受外周皮质醇的反馈信息,调控HPA轴的兴奋性,以维持机体稳态。海马对皮质醇的敏感性主要决定于两种糖皮质激素受体(GR和MR),以及两种11p-羟基类固醇脱氢酶(11βHSD-1和11βHSD-2)之间的平衡。本文首先以纯种二花脸猪和皮特兰猪为研究对象,揭示基础和应激条件下海马皮质醇功能相关基因表达模式的品种差异；鉴于纯种二花脸猪和皮特兰猪分别为氟烷基因阴性(HalNN)和氟烷基因阳性(Halnn),为确定氟烷基因型对猪海马皮质醇功能相关基因表达模式的影响,我们检测了二花脸母猪和皮特兰公猪为亲本繁殖的遗传背景相同但氟烷基因型分离的F2代猪海马皮质醇功能相关基因表达模式的差异；为检验海马皮质醇功能相关基因表达模式的品种差异是否是由于二花脸猪长期饲养在低蛋白日粮条件下所致,我们研究了母猪妊娠期日粮蛋白限饲对子代血清皮质醇水平和海马皮质醇功能相关基因表达模式的影响；为进一步探索皮质醇是否参与介导猪海马基因表达代谢程序化,我们观察了不同浓度的皮质醇预处理原代培养的海马神经元是否影响海马神经元活力和对皮质醇的敏感性；此外我们还探讨了日粮添加姜黄素对猪运输应激状态下血清皮质醇及海马相关基因表达的影响,以分析姜黄素作为饲料添加剂降低动物运输应激的效率和可能的作用途径。1运输应激对二花脸猪和皮特兰猪海马皮质醇功能相关基因表达模式的影响本实验选用体重20士2 kg的二花脸和皮特兰雄性生长猪各12头,随机分为4组：二花脸对照组、二花脸运输组、皮特兰对照组、皮特兰运输组。对照组正常饲养,运输组进行2小时运输应激。结果显示：二花脸猪海马重及海马体重比均极显著低于皮特兰猪(P<0.01)；基础状态下,二花脸猪海马GR、MR、11β-HSD1基因表达及11β-HSD1/11β-HSD2均显著高于皮特兰猪(P<0.05),11β-HSD2、Bax-α、Bcl-xL基因表达则正好相反(P<0.05)；运输应激状态下,二花脸猪11β-HSD1及11β-HSD1/11β-HSD2均显著高于皮特兰猪(P<0.05),11β-HSD2、Bax-α、Bcl-xL基因表达及GR/MR、Bax-α/Bcl-xL则正好相反(P<0.05)；另外,与对照组相比,二花脸猪运输组海马GR、MR、BDNF基因表达及Bax-α/Bcl-xL显著下调(P<0.05),而Bcl-xL基因表达显著上调(P<0.05),皮特兰猪海马GR/MR显著上调(P<0.05)。以上结果提示：二花脸猪海马有活性皮质醇水平及皮质醇受体可能高于皮特兰猪,说明二花脸猪皮质醇在海马负反馈调节HPA轴的效率更高；应激状态下二花脸猪海马的相关功能基因表达会发生一些适应性改变,而皮特兰的这种适应机制则相对较弱。以上结果提示二花脸猪与皮特兰猪应激敏感性的差异可能与其海马皮质醇功能相关基因表达模式的品种特异性有关。2运输应激对不同氟烷基因型猪海马皮质醇功能相关基因表达模式的影响为研究氟烷基因型对猪海马皮质醇功能相关基因表达模式的影响,本实验以氟烷阴性二花脸母猪(HalNN)和氟烷阳性皮特兰公猪(Halnn)为亲本杂交繁殖出氟烷基因型均为杂合子(HalNNn)的F1代,再将F1代横交繁殖出氟烷基因型分离的F2代。以F2代为研究对象,分析不同氟烷基因型猪运输应激后海马皮质醇功能相关基因表达模式的差异。结果显示：运输应激后,三种氟烷基因型猪海马皮质醇功能相关基因及血清皮质醇水平均没有显著差异。说明二花脸猪和皮特兰猪海马皮质醇功能相关基因表达模式与氟烷基因型无关。3母体蛋白限饲对子代血清皮质醇水平及海马皮质醇功能相关基因表达模式的影响为了探讨猪海马皮质醇功能相关基因表达模式的品种差异是否与母猪蛋白限饲导致的代谢程序化有关,我们将梅山猪母猪分为对照组和蛋白限饲组,从配种到仔猪断奶全程饲喂标准蛋白水平日粮和蛋白缺乏日粮,限饲组日粮蛋白水平为对照组的50%,检测母猪(妊娠60天,90天和分娩后2周)以及子代仔猪(0、14和35日龄)血清皮质醇水平,并研究新生仔猪(0日龄)和断奶仔猪(35日龄)海马皮质醇功能相关基因表达模式的影响。结果显示：蛋白限饲并没有显著影响妊娠60天到分娩后2周母猪血清皮质醇水平。除14日龄雌性仔猪血清皮质醇水平限饲组显著低于对照组外,其他日龄并没有表现显著的差异。仔猪血清皮质醇水平表现性别差异,但不同日龄表现形式不同,母体蛋白限饲也会改变这种性别差异。0日龄对照组雄性仔猪高于雌性仔猪(P<0.05),而蛋白限饲组无此差异；反之,14日龄对照组雌性仔猪高于雄性仔猪(P<0.05),而蛋白限饲组使该性别差异逆转(P<0.05)。母体蛋白限饲对仔猪海马基因表达的影响也呈现性别和日龄依赖性。母体蛋白限饲对仔猪海马基因表达的影响只表现在0日龄,并且对雌性仔猪的影响更为显著。母体蛋白限饲组雌性仔猪GR、MR、11β-HSD1、11β-HSD2 mRNA均显著高于对照组雌性仔猪(P<0.05),而雄性仔猪仅表现GR转录显著上调(P<0.05)。此外,对照组猪海马GR、MR、11β-HSD1、11β-HSD2 mRNA表达雄性均显著高于雌性(P<0.05),但这种性别分化在蛋白限饲组消失。对照组猪海马DNMT1基因表达也以雄性仔猪为高(P<0.05),但母体蛋白限饲消除了这种性别分化。以上结果表明：母猪妊娠期及哺乳期日粮蛋白限饲能程序化影响新生子代海马皮质醇功能相关基因表达,且对雌性子代的影响大于雄性子代。基因转录水平的变化可能涉及DNA甲基化的改变。母体蛋白限饲组仔猪海马GR等基因表达高于对照组的现象与二花脸猪海马GR等基因表达较高有相似之处,一定程度上支持了我们的假说,即在长期的自然和人工育种过程中日粮蛋白水平的差异可能是引起二花脸猪和皮特兰猪海马皮质醇功能基因表达模式的差异的原因之一。4皮质醇预处理对基础和应激状态下猪海马神经元活力和基因表达的影响鉴于血浆皮质醇水平差异显著的二花脸猪和皮特兰猪海马皮质醇功能相关基因的表达模式也存在显著差异,我们假设长期暴露在高的皮质醇环境下可能影响海马神经元活力和对皮质醇的敏感性。母猪蛋白限饲作为一种营养应激导致的后代仔猪海马皮质醇功能相关基因表达模式的改变也可能由皮质醇介导。本研究采用原代培养的猪海马神经元,分别以0 M、10-7M和10-6M皮质醇进行预处理6天,然后将每组细胞再分为两组,一组为对照组,一组为模拟应激组,以10-5M皮质醇处理4小时后收集细胞。通过MTT法检测细胞活力,通过检测Caspase 3/7活性观察细胞凋亡情况,通过real time PCR检测细胞基因表达。结果显示：6天的皮质醇预处理显著降低海马神经元活力,但对海马神经元Caspase 3/7活性并没有显著影响。然而,皮质醇预处理会增强神经元在应激状态下的保护作用。未经皮质醇预处理的细胞在10-5M皮质醇处理4小时后Caspase 3/7活性显著升高,而预处理的细胞Caspase 3/7活性不受影响。6天皮质醇预处理并没有改变基础状态下GR、MR、11β-HSD1和11β-HSD2基因表达,但在模拟应激的状态下,10-6M皮质醇预处理的细胞与未经预处理的细胞相比,GR和11β-HSD1的表达均显著上调,而这种上调是由于未预处理的细胞在模拟应激后GR和11β-HSD1的表达与其相应对照组细胞相比有所下调,而10-6M皮质醇预处理的细胞未发生变化导致的,说明皮质醇预处理能阻止应激条件下海马神经元GR和11β-HSD1表达的下调,使海马细胞对皮质醇的敏感性得到维持,甚至增强。以上结果提示：皮质醇预处理有助于增强海马神经元在应激状态下的细胞保护功能,并提高海马神经元对皮质醇的敏感性和对HPA轴的负反馈作用。5日粮添加姜黄素对猪运输应激状态下血清皮质醇水平及海马相关功能基因表达的影响为探讨姜黄素作为饲料添加剂降低动物运输应激的效率和可能的作用途径,我们在断奶仔猪日粮中添加姜黄素(8 mg/kg),饲喂21天后进行运输应激,测定运输应激状态下血清皮质醇水平及海马相关基因表达的变化。结果显示：饲喂姜黄素21天对猪体重、海马重、肾上腺重均无显著影响；对运输应激导致的猪血清皮质醇水平升高有明显缓解作用(P<0.05)；对海马皮质醇功能相关基因及凋亡相关基因表达均无显著影响；但可明显逆转运输应激导致的海马BDNF基因表达的下调(P<0.05)。以上结果提示：饲喂姜黄素可以有效缓解猪的运输应激反应,其机制可能与海马皮质醇功能相关基因和凋亡基因的表达关系不大,而可能与BDNF介导的神经保护有关。