胆汁酸包括初级和次级胆汁酸。研究证明,胆汁酸是重要的信号分子,其生物学功能与其受体的激活密切相关。最新的研究显示胆汁酸与胆汁酸受体在动物的肠道生理调节中起重要作用。法尼醇X受体（FXR）和G蛋白偶联胆汁酸受体1（TGR5/GPBAR1）是作用比较广泛的胆汁酸受体,它们不仅能参与调控胆汁酸的稳态,还能调控细胞增殖、机体免疫、能量代谢等生物过程。目前在猪上,关于胆汁酸及其受体的研究十分匮乏。胆汁酸的代谢,特别是由初级胆汁酸生成次级胆汁酸的过程,需要肠道微生物的参与。因此,肠道微生物的变化可能导致胆汁酸代谢的改变并影响胆汁酸及其受体在肠道中的生理功能。在仔猪断奶过渡期,随着营养源和营养摄入量的变化,肠道微生物发生急剧改变;然而,在这个时期,胆汁酸组成如何改变,又如何影响肠细胞的增殖及肠粘膜的免疫屏障等功能尚不清楚。因此,本论文分别以断奶仔猪、全肠外营养（TPN）仔猪、短肠综合征（SBS）模型仔猪以及猪空肠上皮细胞系为模型,研究胆汁酸受体FXR和TGR5在调控胆汁酸代谢及肠道生理方面的作用及相关机制,探索胆汁酸代谢的营养调控途径。取得的主要研究结果如下:试验一营养对仔猪肠道微生物、胆汁酸代谢及其受体表达的影响为了探讨仔猪营养、肠道微生物、胆汁酸代谢三者的相互关系,试验一研究比较了哺乳21天、哺乳28天、断奶营养缺乏、断奶营养正常四个处理组仔猪的肠道微生物组成、胆汁酸组成及肠-肝FXR信号通路关键基因表达变化。结果显示,断奶营养正常组与哺乳21天组、哺乳28天组门静脉血中胆汁酸组成无显著差异;断奶营养缺乏组门静脉血中次级胆汁酸LCA、DCA、GDCA、TDCA浓度均高于哺乳21天组、哺乳28天组和断奶营养正常组,而初级胆汁酸HCA、THCA和CDCA浓度不及其他组的三分之一。该结果表明,在哺乳日龄（28天vs 21天）、营养来源（液体母乳vs配合饲料）、营养摄入量（充足vs缺乏）三个因素中,营养摄入量对胆汁酸代谢产生重要影响。营养缺乏组门静脉血中初级胆汁酸含量较低提示胆汁酸的合成受到抑制,与此一致的是,其门静脉血中FGF19的浓度显著高于营养正常组,肝脏中FGF19靶基因SHP表达量升高,而SHP的靶基因胆汁酸合成限速酶CYP7A1表达降低。与门静脉血中胆汁酸变化一致的是,营养缺乏组结肠内容物中次级胆汁酸LCA和DCA为所有组中最高,约为营养正常组的14倍和24倍,这一方面可能为肠道FXR激活产物-FGF19分泌增加提供了解释,另一方面表明机体内胆汁酸组成的变化还与肠道微生物的作用有关。与营养缺乏组相比,营养正常组结肠内容物中变形菌门相对丰度较低、而乳杆菌属的相对丰度较高,提示乳杆菌可能在胆汁酸代谢中发挥重要作用。试验二次级胆汁酸对肠细胞增殖、紧密连接蛋白表达及免疫反应的影响试验一发现,营养缺乏会引起LCA和DCA的成倍升高,而LCA和DCA被认为是所有胆汁酸中毒性较强的胆汁酸,为了研究LCA和DCA对猪肠细胞增殖、屏障及免疫功能的影响,试验二以猪空肠细胞系IPEC-J2为模型,分别添加LCA、DCA处理或者联合添加LCA与LPS处理。结果发现,LCA在5μM以上的浓度及DCA在25μM以上的浓度均可抑制IPEC-J2的细胞增殖,而且,5μM的LCA及25μM的DCA均可抑制紧密连接蛋白ZO-1、Occludin和Claudin-1的基因或蛋白表达。5μM的LCA还可刺激IL-8的分泌、上调IL-8与IL-6的基因表达,下调抗氧化基因CAT和SOD1表达。有趣的是,LCA与LPS在调节养分转运基因表达上存在互作关系。在添加LCA条件下,添加LPS显著抑制葡萄糖转运载体GLUT2基因表达;在添加LPS条件下,添加LCA显著抑制钠葡萄糖共转运载体SGLT1和肽转运载体PEPT1的基因表达。以上结果表明,较高浓度的LCA和DCA对细胞增殖、屏障、免疫和抗氧化等功能均具有损害作用,而在应激源LPS存在条件下,这些胆汁酸还可损害细胞对葡萄糖等养分的转运功能。试验三饲喂乳杆菌对仔猪肠道微生物及胆汁酸代谢的影响试验二证实,LCA和DCA对肠细胞负面作用的基础上,根据试验一的结果推测,营养缺乏仔猪肠道LCA和DCA的产生增加可能与乳杆菌属丰度较低有关,而且,已有研究证实乳杆菌能改善断奶仔猪肠道健康,但这种作用是否与胆汁酸的代谢有关还不为人知。因此,试验三研究了乳杆菌的添加对断奶仔猪肠道微生物、回肠胆汁酸组成以及胆汁酸代谢相关基因表达的影响,并采用颈静脉插管技术对采食后血糖的变化进行了动态监测。结果显示,饲喂乳杆菌的仔猪结肠食糜中与胆汁酸代谢相关的菌属Bacteroides,Clostridium＿sensu＿stricto＿1,Parabacteroides,Ruminococcus＿1 and Desulfovibrio相对丰度均显著低于对照组,回肠组织中总LCA水平也显著低于对照组。LCA作为激活胆汁酸受体TGR5活性最强的胆汁酸,其在对照组回肠组织中含量的升高伴随了TGR5下游产物GLP-1水平在血液中的升高,提示LCA或许增强了TGR5的激活。与此一致的是,GLP-1作为一种重要的降血糖因子,其在乳杆菌组仔猪血液中浓度的降低,伴随了采食后1h的血糖浓度以及餐后3h血糖曲线下面积AUC显著高于对照组。以上结果表明,饲喂乳杆菌可通过影响胆汁酸代谢相关微生物的丰度,降低LCA的产生和GLP-1的分泌,提高葡萄糖在体内的代谢速率。试验四激活胆汁酸受体TGR5对胆汁酸代谢及肠道适应性生长的影响试验三发现,TGR5配体LCA水平的变化与GLP-1分泌有关。鉴于GLP-2作为肠上皮特异性生长因子与GLP-1均来源于胰高血糖素原基因并协同分泌,我们提出假设,激活肠细胞TGR5可刺激内源GLP-2的分泌进而改善肠道切除后的的适应性生长。因此,本试验构建了仔猪肠外营养模型与仔猪短肠综合症模型来研究不同TGR5激活剂刺激GLP-2分泌、促进肠道适应性生长的作用。在第1个试验中,向TPN喂养的新生仔猪灌喂DMSO（对照）、橄榄提取物或者熊果酸,然后连续6h收集血液测定GLP-2的浓度。在第2个试验中,对新生仔猪进行肠道横断手术或者80%的肠道切除（SBS模型）手术,分别给予以下处理:1)横断手术+DMSO（Control）,2)切除手术+DMSO（SBS）,3)切除手术+（30 mg/kg熊果酸）（SBS-UA）,4)切除手术+（180 mg/kg橄榄提取物）（SBSOE）。每隔两天收集颈静脉血液测定血浆GLP-2浓度;于试验第9天连续4h静脉灌注同位素标记的氨基酸,并采集灌注0、3、3.5、4h的血液样品;于试验第10天早上屠宰采集肠道、肝脏等组织样品。测定指标包括肠道形态、细胞增殖、基因表达、瓜氨酸精氨酸流速和胆汁酸组成。结果显示,在试验1中熊果酸显著促进GLP-2的分泌,橄榄提取物有促进GLP-2分泌的趋势。在试验2中,肠道切除本身的效应增加了剩余肠段中隐窝细胞的增殖及肠绒毛的生长。肠道切除还增加了胆汁、回肠及结肠中的总胆酸浓度,上调了炎症相关基因及FXR靶基因的表达水平,而这些指标均在熊果酸处理后降低。以上结果表明,熊果酸在TPN仔猪中可有效刺激GLP-2的分泌,但在肠道被大段切除后,熊果酸对GLP-2的分泌及肠道适应性生长没有明显的促进作用。综合四个试验的结果,本论文主要结论如下:1.断奶仔猪营养缺乏引起血液中HCA、CDCA等初级胆汁酸水平降低,可能与肠肝FXRFGF19信号通路的增强表达有关;而次级胆汁酸LCA和DCA水平升高,或许与肠道微生物组成发生改变特别是乳杆菌丰度下降有关;高水平的LCA和DCA可抑制猪肠细胞的增殖,增加炎症因子分泌及基因表达,下调抗氧化和养分转运相关基因表达。2.饲喂乳杆菌的断奶仔猪回肠中总LCA水平的降低与胆汁酸代谢相关菌属Bacteroides,Clostridium＿sensu＿stricto＿1,Parabacteroides,Ruminococcus＿1丰度降低有关;饲喂乳杆菌仔猪采食后血糖水平更高,与胆汁酸受体TGR5激活的标志物GLP-1分泌下降有关。3.TGR5配体熊果酸处理,可促进TPN仔猪GLP-2的分泌,改善SBS模型仔猪胆汁酸代谢、降低肠肝炎症因子基因表达,但对GLP-2的分泌及肠道适应性生长没有明显促进作用。