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为探讨低蛋白日粮平衡支链氨基酸(branched-chain amino acids，BCAAs)在生猪养殖中的科学应用，本研究拟先通过体内饲养试验探讨低蛋白日粮平衡BCAAs比例对10-30 kg猪肌肉组织蛋白质与脂质代谢的影响及作用机制;并结合开展以C2C12细胞系为研究对象的体外细胞培养模型，系统揭示不同比例的BCAAs调节肌细胞生长的内在分子机制。 试验一:低蛋白日粮平衡BCAAs比例可改善10-30 kg猪生产性能及血液和肌肉组织游离氨基酸谱 选择体重为9.85±0.35 kg健康杂交猪（长×大）40头，随机分成5组，每组8个重复。对照组日粮蛋白质水平为20％，BCAAs比例(Leu∶Ile∶Val)为1∶0.51∶0.63(2012NRC)，低蛋白日粮组蛋白质水平降为17％，Leu∶ Ile∶ Val比例分别为1∶1∶1、1∶0.75∶0.75、1∶0.51∶0.63(2012 NRC)、1∶0.25∶0.25，各组BCAAs的总量相等，饲喂期为45天。结果表明:(1)和对照组相比，1∶0.25∶0.25低蛋白组的末重和平均日增重显著降低(P＜0.05)，而1∶0.75∶0.75以及1∶0.51∶0.63低蛋白组则与正对照组无显著差异(P＞0.05)。平均日采食量各组间均无差异（P＞0.05）。从料肉比数据来看，各低蛋白组均与正对照组无显著性差异(P=0.09)，但1∶1∶1低蛋白组的数值最高，而1∶0.75∶0.75低蛋白组的数值最低。(2)各组之间瘦肉总重无显著差异(P＞0.05)。和对照组相比，1∶1∶1低蛋白组脂肪重量最大，而1∶0.25∶0.25组数值最小(P＜0.05)。(3)相比对照组，低蛋白组随着所补充BCAAs比例的降低，血液中His、Ile、Val、Arg、Cys、3-甲基-组氨酸、NH3及尿素的含量随之显著降低，其中以1∶0.25∶0.25组含量最低(P＜0.05)，而血液中IL-15浓度却随着低蛋白日粮中BCAAs比例的增加而增加，1∶0.25∶0.25组显著高于对照组（P＜0.05）。日粮BCAAs比例对血液中白蛋白、总蛋白、肌酐及胰岛素样生长因子-1无显著影响(P＞0.05)。(4)与对照组相比，低蛋白组不同部位肌肉组织（背最长肌、股二头肌和腰大肌）中大部分氨基酸含量随着日粮BCAAs比例的下降而增加，其中BCAAs比例为1∶0.25∶0.25时肌肉组织中氨基酸含量增加到对照组水平(P＜0.05)。 试验二:低蛋白日粮平衡BCAAs比例调节10-30 kg猪不同部位肌肉组织中与肌肉生长和蛋白质代谢相关的基因表达 本试验肌肉组织来源于试验一。结果表明:(1)低蛋白日粮BCAAs比例为1∶0.75∶0.75、1∶0.51∶0.63和1∶0.25∶0.25时可提高背最长肌、股二头肌和腰大肌中氨基酸转运载体相关基因和IL-15的mRNA表达水平，使其达到对照组水平（P＜0.05）;同时显著下调肌生成抑制蛋白(myostatin)的mRNA表达水平(P＜0.05)。(2)低蛋白日粮BCAAs比例为1∶0.25∶0.25时可使背最长肌和股二头肌中磷酸化mTOR、S6K1和raptor的蛋白表达水平达到甚至超过对照组水平，而其他低蛋白组则显著低于对照组(P＜0.05);腰大肌中，除1∶0.51∶0.63低蛋白组显著低于对照组外(P＜0.05)，其他低蛋白组磷酸化mTOR、S6K1和raptor的蛋白表达水平与对照组无显著差异（P＞0.05）。(3)低蛋白日粮BCAAs比例为1∶0.75∶0.75、1∶0.51∶0.63和1∶0.25∶0.25时可显著下调肌肉蛋白降解相关的mRNA表达水平，使其达到对照组水平，而1∶1∶1低蛋白组则显著上调其mRNA表达水平(P＜0.05)。 试验三:低蛋白日粮平衡BCAAs比例对10-30 kg猪不同部位肌肉组织脂肪含量及脂质代谢相关基因表达的影响 本试验肌肉组织来源于试验一。结果表明:(1)与对照组相比，饲喂BCAAs比例为1∶0.75∶0.75的低蛋白组猪股二头肌中脂肪含量显著增加（P＜0.05）。日粮BCAAs比例对背最长肌和腰大肌中脂肪含量无显著影响(P＞0.05)。(2)日粮BCAAs比例对血液中NEFA、HDL-C、LDL-C、TAG和LPS无显著影响（P＞0.05);另外，各低蛋白日粮组血液TC含量虽与对照组无显著差异，但是1∶0.25∶0.25组在数值上却高于对照组（P=0.07）。(3)与对照比相比，低蛋白日粮组中BCAAs比例逐渐降低时，背最长肌、股二头肌和腰大肌中n-6/n-3 PUFAs比例也随之降低，且1∶0.51∶0.63低蛋白组和1∶0.25∶0.25低蛋白组n-6/n-3 PUFAs比例最低（P＜0.05）。(4)与对照组相比，最适比例BCAAs能显著下调肌肉组织中与脂质合成代谢相关基因的表达水平(P＜0.05)，如乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase，ACC)和脂蛋白酶(lipoprotein lipase，LPL)，同时上调与脂质分解代谢相关基因的表达水平(P＜0.05)，如激素敏感性脂肪酶(hormone-sensitive lipase，HSL)和肌肉肉碱棕榈酶转移酶(muscle carnitinepalmitoyltransferase1,M-CPT-1)。 试验四:优化比例的BCAAs对肌细胞增殖、分化及mTORC1信号通路的影响及其作用机理 动物实验结果表明，低蛋白日粮平衡BCAAs比例可促进肌肉组织的生长，为进一步探明BCAAs比例调节肌细胞的作用机制，开展了以C2C12细胞为研究对象的体外细胞培养模型。试验共设3个处理，Leu∶ Ile∶ Val的添加比例分别为0（空白对照组）、1∶0.25∶0.25以及1∶1∶1，培养48 h。结果表明:(1)1∶0.25∶0.25组显著促进肌细胞从G0/G1期进入S期，从而促进细胞的增殖(P＜0.05);另外，BCAAs组能促进C2C12肌细胞分化成为肌管，其中1∶0.25∶0.25组的肌管数目显著高于1∶1∶1组(P＜0.05)，而空白组的肌管几乎没有形成。(2) BCAAs组显著上调肌细胞p-mTOR和p-raptor蛋白的表达水平，且1∶0.25∶0.25组显著高于1∶1∶1组(P＜0.05)。BCAAs组显著上调肌细胞p-S6K1蛋白的表达水平(P＜0.05)，但两组之间无显著差异;与蛋白质降解相关的蛋白表达结果显示，BCAAs组显著下调肌细胞MuRF1和MAFbx蛋白的表达水平，且1∶0.25∶0.25组MAFbx蛋白的表达水平显著高于1∶1∶1组（P＜0.05）;与氨基酸转运载体相关的蛋白表达结果显示，1∶0.25∶0.25组LAT4和ASCT2的蛋白表达水平显著高于空白组(P＜0.05)，但与1∶1∶1组无显著性差异。 综上所述表明:10-30kg猪低蛋白日粮中BCAAs比例的适宜范围为1∶0.25∶0.25～1∶0.75∶0.75。低蛋白日粮平衡BCAAs比例能够有效的提高日增重和饲料报酬，降低体脂率，从而改善生产性能;同时可促进肌肉组织蛋白质合成代谢并抑制蛋白质降解，改善肌肉组织的脂肪酸组成，特别是显著增加了n-3 PUFAs含量，降低了n-6/n-3 PUFAs比例，而这些作用效果可能与脂质代谢相关基因mRNA表达变化和AMPKα/SIRT1/PGC-1α能量感应网络激活相关，从而促进了肌肉组织中脂肪酸的吸收与利用。