第204期：铁源对肉鸡结扎十二指肠环铁吸收及铁转运蛋白基因表达的影响

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原名：Effect of iron source on iron absorption and gene expression of iron transporters in the ligated duodenal loops of broilers1

译名：铁源对肉鸡结扎十二指肠环铁吸收及铁转运蛋白基因表达的影响

作者：L. Y. Zhang，^*†‡ X. F. Li，^* X. D. Liao，^* L. Y. Zhang，^* L. Lu，^*2 and X. G. Luo^*2

完成单位：
^*Mineral Nutrition Research Division，Institute of Animal Science，Chinese Academy of Agricultural Sciences，State Key Laboratory of Animal Nutrition，Beijing 100193，People’s Republic of China;
^†Ulanqab V ocational College，Ulanqab，012000，Inner Mongolia AutonomousRegion，People’s Republic of China;
^‡Beijing ZKRZ AGR-SCI-TECHCL Co.Ltd.，Beijing 100085，People’s Republic of China.

期刊：J Anim Sci

影响因子：2.092

发表时间：2017-02-02

1、摘要
本试验旨在研究不同铁源对肉鸡十二指肠铁吸收及二价金属转运蛋白1（DMT1）和转运蛋白1（FPN1）基因表达的影响。对28日龄缺铁肉鸡原位结扎的十二指肠灌注含有0~14.33 mmol Fe/L的铁溶液：硫酸铁（FeSO₄∙7H₂O）、弱螯合强度的蛋氨酸铁（Fe-Met W；螯合强度表示为Q_f值，Q_f=1.37），中等螯合强度的蛋白铁（Fe-Prot M；Q_f=43.6）和极强螯合强度的铁蛋白（Fe-Prot ES；Q_f=8590），持续30分钟。分析了DMT1和FPN1在对照组和用3.58 mmol Fe/L（来自4种铁源中的1种）处理组十二指肠中的基因表达。
结果表明：十二指肠内不同铁源对铁的吸收动力学遵循饱和载体依赖性转运过程。Fe-Prot ES和Fe-Prot M在十二指肠的最大传输速率（J_max）值大于Fe-Met W和FeSO₄∙7H₂O。Fe灌注抑制了十二指肠DMT1 mRNA表达（P<0.05），增强了FPN1 mRNA表达（P<0.0008），对2种转运蛋白的蛋白表达水平无影响（P>0.14）。这些结果表明，Q_f值较大的有机铁源具有较高的铁吸收率；不同铁源在十二指肠的饱和载体依赖转运过程相同，无论铁源如何，DMT1和FPN1都可能参与了肉鸡十二指肠对铁的吸收。

2、试验设计

3、结果与分析
表1：肉鸡基础日粮的组成和营养水平（按喂养基准）

表2：用于计算灌注液最终体积和肉鸡原位结扎十二指肠环铁吸收的公式

表3：实时PCR扩增引物序列

3.1 铁源对肉鸡结扎十二指肠环铁吸收的影响
表4：铁源和铁浓度对肉鸡十二指肠结扎环铁吸收的影响

铁源和铁浓度影响结扎十二指肠的铁吸收（P<0.0001），但未观察到相互作用（P>0.32）。随着灌流铁浓度的增加，铁吸收增加（P<0.0001）。Fe-Pro-ES和Fe-Pro-M的铁吸收率高于Fe-Met-W和FeSO₄·7H₂O（P<0.05）。然而Fe-Prot ES与Fe-Prot M或Fe-Met-W与FeSO₄·7H₂O之间的铁吸收率没有显著差异（P>0.05）。

3.2 不同铁源对肉鸡十二指肠结扎环铁吸收动力学的影响
表5：将Michaelis-Menten方程与肉鸡结扎十二指肠环铁吸收实验数据拟合后获得的动力学和统计参数

图1：铁源对缺铁肉鸡结扎十二指肠结扎环中铁吸收动力学曲线的影响

回归分析结果表明，肉鸡结扎十二指肠中FeSO₄·7H₂O、Fe-Met-W、Fe-Prot M和Fe-Prot-ES的铁吸收动力学的最佳模型为饱和载体依赖性运输过程方程（表5）。用图解法对不同铁源的铁吸收进行动力学分析（图1）。Fe-Prot M的Fe（J_max）最大流速值大于其他3种铁源（P<0.05），Fe-Prot-ES的J_max值大于Fe-Met-W和FeSO₄·7H₂O；然而，Fe Met W和FeSO₄·7H₂O之间的J_max值没有显著差异（P>0.05）。此外，这4种铁源的米氏常数（Km）之间没有显著差异（P>0.05）。

3.3 铁源对肉鸡十二指肠结扎环DMT1和FPN1基因表达的影响
图2：根据实时定量PCR测定，灌注后30分钟，铁源对缺铁肉鸡结扎十二指肠中二价金属转运体1（DMT1）铁蛋白1（FPN1）mRNA水平的影响。

图3：根据Western blotting测定，灌注后30分钟，铁源对缺铁肉鸡结扎十二指肠中二价金属转运体1（DMT1）铁蛋白1（FPN1）蛋白水平的影响。
用含不同铁源的溶液灌注的十二指肠中的DMT1 mRNA水平比用不加铁对照溶液灌注的低30%至50%（P<0.05）（图2）。虽然Fe-Prot M和Fe-Prot-ES组十二指肠DMT1 mRNA水平在数值上高于FeSO₄·7H₂O和Fe-Met-W组，但在Fe处理组之间未检测到差异（P>0.15）。铁处理组十二指肠的FPN1 mRNA水平是对照组的2至3倍（P<0.0008）（图2），但铁处理组之间没有差异（P>0.88）。此外，所有这些组的十二指肠DMT1和FPN1蛋白表达水平没有显著差异（P>0.14；图3）。

4、结论
由此可见，Q_f值越大的有机铁源越有利于肉鸡十二指肠对铁的吸收。动力学模型表明，十二指肠对有机或无机铁的吸收遵循相同的饱和载体依赖性转运过程。铁的补充降低了肉鸡原位结扎十二指肠中DMT1 mRNA的表达，增强了FPN1 mRNA表达，但不影响DMT1和FPN1蛋白的表达。除DMT1和FPN1外，其他转运蛋白可能参与肉鸡小肠内有机铁源的铁转运。肉鸡小肠吸收有机铁的分子机制有待进一步研究。

上一篇：第203期：肉鸡小肠有机铁吸收及相关转运体表达的研究

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