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解锁仔猪肠道健康密码：内质网应激的营养调控与分子探秘

引言

在现代养猪业中，仔猪的健康成长直接关系到养殖效益与产业发展的可持续性。仔猪肠道作为消化、吸收营养物质以及抵御病原体入侵的关键器官，其健康状况对仔猪的生长性能、免疫力和整体健康起着决定性作用。健康的肠道能够高效地消化和吸收饲料中的营养成分，为仔猪的快速生长提供充足的能量和物质基础，同时作为机体最大的免疫器官，肠道内的黏膜免疫系统和微生物菌群构成了一道坚固的防线，有效抵御各种病原体的侵袭，减少疾病的发生。

然而，仔猪在生长过程中，尤其是断奶阶段，面临着诸多应激因素，如饲料更换、环境变化、心理压力等，这些因素极易导致仔猪肠道出现内质网应激（EndoplasmicReticulumStress，ERS）。内质网作为细胞内蛋白质合成、折叠和修饰的重要场所，对维持细胞内环境稳定和正常生理功能至关重要。当内质网的正常功能受到干扰，如能量缺乏、氧化应激、钙离子失衡、蛋白质糖基化修饰异常等，未折叠或错误折叠的蛋白质就会在内质网腔内大量积累，从而引发内质网应激。适度的内质网应激是细胞应对不利环境的一种适应性反应，细胞可以通过减少新蛋白质的合成、促进已合成蛋白质的折叠以及增强蛋白质降解等方式来恢复内质网的稳态。但如果内质网应激持续存在且过于强烈，就会激活细胞凋亡信号通路，导致肠上皮细胞凋亡增加、肠道屏障功能受损、消化吸收能力下降，进而引发仔猪腹泻、生长迟缓、免疫力降低等一系列问题，给养猪业带来巨大的经济损失。

研究仔猪肠道内质网应激的营养调控与分子机制具有重要的理论和实践意义。从理论层面来看，深入探究内质网应激发生发展的分子机制，有助于揭示仔猪肠道健康的调控网络，丰富动物营养与生理学的理论知识体系，为进一步研究肠道发育、疾病发生机制等提供重要的理论依据。在实践应用方面，通过精准的营养调控手段来缓解内质网应激，改善仔猪肠道健康，可以提高饲料利用率，降低养殖成本，减少抗生素等药物的使用，保障畜产品的质量安全，推动养猪业朝着绿色、可持续的方向发展。因此，开展仔猪肠道内质网应激的营养调控与分子机制研究迫在眉睫，对于促进养猪业的健康发展具有深远影响。

内质网应激基础

内质网应激的概念与原理

内质网作为细胞内膜系统的重要组成部分，在细胞的生命活动中扮演着极为关键的角色。它不仅是蛋白质合成、折叠与修饰的关键场所，还参与脂质代谢、钙离子储存与释放以及信号传导等多种重要生理过程。内质网内环境的稳定是其正常发挥功能的基础，细胞通过一系列精密的调控机制来维持内质网的稳态。然而，当细胞遭遇各种不利因素，如能量缺乏、氧化应激、钙离子失衡、蛋白质糖基化修饰异常以及病毒感染等，内质网的正常功能就会受到干扰。在这些情况下，内质网内未折叠或错误折叠的蛋白质会大量积累，打破内质网内原本的蛋白质稳态，进而引发内质网应激。

内质网应激发生时，细胞会启动一种自我保护机制，即未折叠蛋白反应（UnfoldedProteinResponse，UPR）。UPR主要通过三条信号通路来应对内质网应激，以恢复内质网的稳态和细胞的正常功能。这三条信号通路分别由肌醇需求酶1（Inositol-requiringenzyme1，IRE1）、蛋白激酶R样内质网激酶（ProteinkinaseR-likeendoplasmicreticulumkinase，PERK）和活化转录因子6（Activatingtranscriptionfactor6，ATF6）介导。IRE1通路中，在正常生理状态下，IRE1与内质网中的分子伴侣葡萄糖调节蛋白78（Glucose-regulatedprotein78，GRP78）结合处于非活化状态。当内质网应激发生，未折叠蛋白大量积累时，GRP78会从IRE1上解离，转而与未折叠蛋白结合，从而激活IRE1。激活后的IRE1发生自身磷酸化并形成二聚体，其具有核酸内切酶活性，能够特异性地剪接X盒结合蛋白1（Xbox-bindingprotein1，XBP1）的mRNA，使其产生具有活性的转录因子sXBP1，sXBP1进入细胞核后，结合到内质网应激反应元件（Endoplasmicreticulumstressresponseelement，ERSE）上，激活一系列靶基因的转录，这些靶基因编码的蛋白质参与增强蛋白质折叠能力、促进蛋白质降解以及调节内质网的生物合成等过程，以缓解内质网应激。

PERK通路中，PERK也是一种内质网跨膜蛋白激酶，在正常情况下同样与GRP78结合而处于失活状态。内质网应激时，GRP78与PERK解离，PERK发生二聚化和自身磷酸化而被激活。激活后的PERK能够磷酸化真