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反刍动物瘤胃微生物发酵产生的短链脂肪酸（SCFA）是反刍动物主要的能量来源,可提供机体所需能量的60-80%;SCFA更是调节生命活动的信号因子。研究表明日粮精料水平影响瘤胃上皮的生长,但其中的机理不完全清楚。本论文旨在研究日粮精料水平对瘤胃上皮细胞增殖和细胞凋亡的影响及其机制。第一章日粮精料水平对山羊瘤胃上皮细胞生长的影响及SCFA和pH的作用12只山羊随机分成低精料组（LC,n=6）和中等精料组（MC,n=6）,饲喂粗料分别添加10%与35%精料的两种日粮。实验期间,山羊于每日的8:00与18:00饲喂,且自由饮水。实验进行21天后,山羊在晨饲后6小时屠宰,采集瘤胃液及瘤胃上皮样品。体外实验选取8只健康山羊,屠宰采集瘤胃上皮,胰蛋白酶消化获得瘤胃上皮细胞后进行原代培养,待24 h细胞附着后,分别接受以下处理:pH7.4、pH 6.8、pH7.4+SCFA（20 mM SCFA）与pH6.8+SCFA处理。处理24h小时,收集细胞待检。采用气相色谱法测定瘤胃内挥发性脂肪酸（SCFA）含量,用组织切片法光镜观察瘤胃上皮各层层数,细胞数量,大小和体积变化。流式细胞术检测瘤胃上皮细胞周期变化,Tunel法检测瘤胃上皮细胞凋亡,Real-time PCR法检测基因表达。结果显示:与LC组山羊相比,MC组屠宰时瘤胃液内SCFA的含量显著升高,而瘤胃液的pH值显著低于LC组。MC组山羊瘤胃上皮棘突层和颗粒层细胞密度显著升高,MC组山羊瘤胃上皮棘突层和颗粒层细胞层数有升高的趋势,而LC组与MC组之间基底层细胞层数和细胞数量差异不显著。此外,增加日粮精料含量促进山羊瘤胃上皮中细胞增殖相关基因（cyclinA,cyclin Bl,cyclin D1,cyclin E1,CDK1,CDK2,CDK4 和CDK6）及细胞凋亡相关基因（Caspase 3、、Caspase 9、p53与Bax）的基因表达（P<0.05）。体外细胞培养并检测细胞增殖相关基因结果表明,与对照组（pH7.4）相比,酸处理（pH6.8）促进原代培养山羊瘤胃上皮细胞cyclin D1、CDK2与CDK6的mRNA表达（P<0.05）;同时,pH7.4+SCFA处理组促进原代培养山羊瘤胃上皮细胞cyclinA、cyclin D1、cyclin E1、CDK2、CDK4 与 CDK6 的 mRNA 表达（P<0.05）;与 pH6.8组相比,pH6.8+SCFA处理能促进原代培养山羊瘤胃上皮细胞cyclin B1、cyclin E1、CDK1 与 CDK4 的 mRNA 表达（P<0.05）;与 pH7.4+SCFA 组相比相比,pH6.8+SCFA组能促进原代培养山羊瘤胃上皮细胞cyclin B1、cyclin E1、CDK1、CDK2与CDK6的 mRNA 表达（P<0.05）,但降低 cyclin A mRNA 的表达（P<0.05）。在调节 cyclin A、cyclin B1、cyclin E1与CDK6 mRNA表达的过程中,酸与SCFA具有协同作用（P<0.05）。检测细胞凋亡相关基因结果表明,与对照组（pH7.4）相比,酸处理（pH6.8）促进原代培养山羊瘤胃上皮细胞Caspase 3、Caspase 8、Caspase 9与p53的mRNA表达（P<0.05）,但是 Bcl-2 与 Bax 的比值（Bcl-2/Bax）下调（P<0.05）;同时,pH7.4+SCFA处理组能促进原代培养山羊瘤胃上皮细胞Caspase 3、Caspase 9与Bax的 mRNA 表达（P<0.05）,但是 Caspase 8、p53 与 Bcl-2/Bax 降低（P<0.05）;与 pH6.8组相比,pH6.8+SCFA处理能促进原代培养山羊瘤胃上皮细胞Caspase 3、Bcl-2与Bax的 mRNA 表达（P<0.05）,Caspase 8 与 p53 的 mRNA 表达降低（P<0.05）;与pH7.4+SCFA组相比相比,pH6.8+SCFA组能促进原代培养山羊瘤胃上皮细胞Caspase 3的mRNA表达（P<0.05）。在调节p53、Bcl-2与Bcl-2/Bax的过程中,酸与SCFA具有协同作用（P<0.05）。上述体内外的结果表明,日粮精料通过瘤胃内的SCFA与pH影响山羊瘤胃上皮中细胞增殖和细胞凋亡相关基因的mRNA表达。第二章 日粮精料水平对奶牛瘤胃上皮生长的影响及SCFA和酸性pH的作用选择4头装有永久性瘤胃瘘管,健康无病的荷尔斯坦奶牛进行本次实验。实验分2期,每期分别饲喂精料含量为60%（高精料组,HN）与20%（低精料组,LN）的两种全混日粮。实验期间,每天8:00与17:00分两次饲喂奶牛,并保证其自由饮水。每期的最后一天（第15天）采集样品。体外实验选取4头健康奶牛,屠宰采集瘤胃上皮,胰蛋白酶消化获得瘤胃上皮细胞后进行原代培养,待24 h细胞附着后,分别接受以下处理:pH7.4、pH 6.8、pH7.4+SCFA（20 mM SCFA）与 pH6.8+SCFA 处理。处理24h小时,收集细胞待检。采用气相色谱法测定瘤胃内挥发性脂肪酸（SCFA）含量,用组织切片法光镜观察瘤胃上皮各层层数,细胞数量,大小和体积变化,流式细胞术检测瘤胃上皮细胞周期变化,Tunel法检测瘤胃上皮细胞凋亡,Real-time PCR法检测基因表达。结果显示:与LN组奶牛相比,HN组屠宰时瘤胃液内SCFA的含量显著升高,而瘤胃液的pH值显著低于LN组。与LN组相比,HN组奶牛瘤胃上皮角质层,棘突层和颗粒层细胞层数显著升高,HN组奶牛瘤胃上皮基底层细胞数量有升高的趋势,而LN组与HN组之间棘突层和颗粒层细胞数量没有显著差异。此外,增加日粮精料含量促进奶牛瘤胃上皮中细胞增殖相关基因（cyclin A,cyclin D1,cyclin E1,CDK2,CDK4 和 CDK6）及细胞凋亡相关基因（Caspase 3、Caspase 8、Caspase 9、p53与Bax）的表达（P<0.05）。体外细胞培养并检测细胞增殖相关基因结果显示,与对照组（pH7.4）相比,酸处理（pH6.8）促进原代培养奶牛瘤胃上皮细胞 cyclin D1、cyclin E1 的 mRNA 表达;CDK6 的 mRNA 表达下降,同时,pH7.4+SCFA处理组能降低原代培养奶牛瘤胃上皮细胞cyclin D1,cyclin E1,CDK2,CDK4和CDK6的mRNA表达;与pH6.8组相比,pH6.8+SCFA处理能促进原代培养奶牛瘤胃上皮细胞 cyclin B1、cyclin E1、CDK1 与 CDK4 的 mRNA 表达;与 pH7.4+SCFA 组相比相比,pH6.8+SCFA组能降低原代培养奶牛瘤胃上皮细胞cyclin D1,cyclin E1,CDK4 和 CDK6 的 mRNA 表达（P<0.01）;与 pH7.4+SCFA 组相比,pH6.8+SCFA 处理能促进cyclin E1,CDK2和CDK4的mRNA表达;同时,在调节cyclin D1,CDK2和CDK6mRNA表达的过程中,酸与SCFA具有协同作用。与对照组（pH7.4）相比,酸处理（pH6.8）促进原代培养奶牛瘤胃上皮细胞Caspase 3,Caspase 8和p53的mRNA表达;但是Bcl-2与Bax的比值（Bcl-2/Bax）下调;同时,pH7.4+SCFA处理组能促进原代培养奶牛瘤胃上皮细胞Caspase 3、Caspase 9与Bax的mRNA表达,但是Caspase 8和p53mRNA表达下降;与pH6.8组相比,pH6.8+SCFA处理能促进原代培养奶牛瘤胃上皮细胞Caspase 3与Bax的mRNA表达;与pH7.4+SCFA组相比相比,pH6.8+SCFA组能增加原代培养奶牛瘤胃上皮细胞Caspase 3的mRNA表达,Caspase 8下降。同时,在调节Caspase 8与p53的过程中,酸与SCFA具有协同作用（interaction P-value<0.05）。上述体内外的结果表明,日粮精料通过瘤胃内的SCFA与pH影响奶牛瘤胃上皮中细胞增殖和细胞凋亡相关基因的mRNA表达。第三章TNFα对奶牛瘤胃上皮细胞增殖和细胞凋亡的影响及其机制研究选择4头装有永久性瘤胃瘘管,健康无病的荷尔斯坦奶牛进行本次实验。实验分2期,每期分别饲喂精料含量为60%（高精料组,HN）与20%（低精料组,LN）的两种全混日粮。实验期间,每天8:00与17:00分两次饲喂奶牛,并保证其自由饮水。每期的最后一天（第15天）采集样品。体外实验选取4头健康奶牛,屠宰采集瘤胃上皮,胰蛋白酶消化获得瘤胃上皮细胞后进行原代培养,待24 h细胞附着后,分别使用 TNF α（50μg/L）、TNF α抑制剂（50μM/L）、ERK 抑制剂（20μM/L）、JNK抑制剂和p38抑制剂（15μM/L）处理细胞（24h）。处理结束后,收集细胞待检。采用气相色谱法检测瘤胃内SCFA的含量;Real-time PCR和Western blot方法分别检测基因与蛋白的表达。奶牛体内实验的结果显示高精料日粮导致奶牛瘤胃内SCFA含量升高,pH下降,瘤胃上皮中TNF α,TNFR1和TRADD蛋白表达升高。高精料日粮促进奶牛瘤胃上皮cycle D1、CDK4和A-Caspase3蛋白的表达,还增加瘤胃上皮中ERK、JNK与p38蛋白的磷酸化水平（P<0.05）。表明高精料日粮激活了奶牛瘤胃上皮中的ERK、JNK与p38通路并影响细胞增殖和凋亡调节蛋白的表达。体外实验的结果显示,与对照组0μg/L相比,TNF α处理（50μg/L）显著促进瘤胃上皮细胞中cycle D1、CDK4和Caspase3的基因与蛋白表达（P<0.05）,提高原代培养瘤胃上皮细胞ERK、JNK与p38蛋白的磷酸化水平（P<0.05）;TNF α对瘤胃上皮细胞ERK、JNK与p38蛋白磷酸化的促进作用被TNF α抑制剂（Lenalidomide）所抑制（P<0.05）;TNF α促进瘤胃上皮细胞中cycle D1、CDK4的基因与蛋白表达的作用被TNF α抑制剂、ERK抑制剂和p38抑制剂所抑制（P<0.05）,TNF α促进瘤胃上皮细胞中Caspase 3的基因与蛋白表达的作用被TNFα抑制剂、JNK抑制剂和p38抑制剂所抑制（P<0.05）。结果表明,cyclinD1和CDK4 mRNA和蛋白的表达受TNFα-ERK和TNF α-p38通路的调节,Caspase3 mRNA和蛋白的表达受TNFα-JNK和TNF α-p38通路的调节。上述体内外的结果表明高精料日粮通过TNF α及其受体后通路（ERK与p38）促进奶牛瘤胃上皮cyclinD1和CDK4基因与蛋白的表达;通过TNFα及其受体后通路（JNK与p38）促进奶牛瘤胃上皮Caspase3基因与蛋白的表达。综上所述,本研究证明日粮精料通过瘤胃腔内因子（SCFA与pH）以及瘤胃上皮中TNF α影响上皮细胞增殖和细胞凋亡,调节相关基因和蛋白的表达。表明腔内因子直接调节瘤胃上皮细胞增殖和凋亡;TNFα通过其受体后通路调节上皮细胞增殖和凋亡。