多胺是动物细胞生长必需的一类活性小分子,包括腐胺、亚精胺和精胺。腐胺是其他两种多胺合成的前体物,三种多胺之间在多胺合成酶、多胺氧化酶和亚精胺/精胺乙酰转移酶的作用下可以互相转化。本课题组前期研究发现,腐胺对猪肠粘膜上皮细胞(IPEC-J2)具有良好的促进细胞增殖、迁移和抗炎的效果。但是还不清楚腐胺的这些功能是通过其本身起的作用还是通过其代谢产物亚精胺或精胺起的作用。为此,我们以IPEC-J2细胞为模型,通过添加多胺代谢通路抑制剂DEGBG和DFMO阻断多胺之间的相互转化,来揭示多胺促进细胞增殖和迁移以及抗炎的作用机理。IPEC-J2细胞以0.5×10~5个/mL接种在96孔板中,添加不同浓度亚精胺(1μmol/L、2μmol/L、4μmol/L、8μmol/L、16μmol/L、32μmol/L和64μmol/L)来研究亚精胺对IPEC-J2细胞的增殖作用并筛选出亚精胺适宜添加量。向培养基中添加不同浓度的DEGBG(0.25 mmol/L、0.5 mmol/L、1 mmol/L和2 mmol/L)来确定抑制细胞内亚精胺生成的DEGBG适宜添加水平。通过在IPEC-J2细胞培养基中添加适宜剂量DEGBG检测其对细胞增殖、迁移和炎症反应的作用,并使用LPS刺激作为细胞损伤模型。然后再添加亚精胺或腐胺,研究其对由于DEGBG或LPS引起的细胞损伤的修复作用。提取细胞RNA和蛋白质用于检测相关信号通路节点基因的表达。研究结果发现,在培养基中添加1μmol/L、2μmol/L、4μmol/L、8μmol/L和16μmol/L的亚精胺都能促进IPEC-J2细胞增殖,其中8μmol/L亚精胺促增殖效果最好。在培养基中添加1 mmol/L的DEGBG培养24h显著降低细胞内亚精胺水平,同时抑制IPEC-J2的增殖。在含有DEGBG的培养基中补充腐胺并不能恢复IPEC-J2的增殖速率,但在含有DEGBG的培养基中添加亚精胺却可以恢复IPEC-J2的增殖速率。添加DEGBG对ERK总蛋白的表达没有影响,但显著降低了磷酸化ERK蛋白的表达,外源添加亚精胺消除了对磷酸化ERK蛋白表达的抑制作用。在培养基中添加DEGBG也显著抑制细胞的迁移,而外源添加亚精胺恢复了被抑制的细胞迁移。亚精胺可以抑制由LPS引起的细胞炎症因子TNF-α表达的升高。在培养基中添加DEGBG引起细胞炎症因子IL-8、IL-6、TNF-α、COX-2和IL-1β基因表达升高,而添加外源亚精胺可以抑制DEGBG引起的IL-8、IL-6、TNF-α基因表达升高。在培养基中添加DEGBG对NF-κB总蛋白表达没有影响,但提高了磷酸化NF-κB蛋白表达,外源添加亚精胺会降低磷酸化NF-κB的表达。本研究结果表明,腐胺是通过转化为亚精胺来促进IPEC-J2细胞增殖和迁移作用。正常情况下,亚精胺对细胞内的炎症因子表达没有影响。但细胞内缺乏亚精胺会增加细胞炎症反应,而补充亚精胺又可以使炎症反应降低。我们的研究结果为在仔猪上合理应用多胺和开发多胺为新型饲料添加剂奠定了理论基础。