本研究中心王会松博士在《Animal Nutrition》期刊上发表了一篇题为“Low crude protein diets supplemented with casein hydrolysate enhance the intestinal barrier function and decrease the pro-inflammatory cytokine expression in the small intestine of pigs”的研究论文，王会松博士为第一作者，朱伟云教授为通讯作者。该研究得到国家重点基础研究发展计划（973计划）（2013CB127300)和国家自然科学基金（31430082）的资助。

为了进一步降低饲养成本和减少氮排放，已经提出降低粗蛋白（CP）含量，使用极端的低粗蛋白（LCP）饲料（CP浓度相对于NRC（2012）降低>4%）。然而，即使在补充必需和非必需AA时，极端的LCP饮食也会对肠屏障发育，肠道细菌群落和粘膜免疫产生不利影响。研究人员认为，极端的LCP饮食的有害影响的主要原因可能是由于极端的LCP饮食中过量缺乏蛋白质衍生肽。与氨基酸（AA）相比，肽被认为是动物蛋白质营养的优选和有效来源。此外，肽还可以显示多种生物活性功能，例如免疫调节和促进肠发育。我们之前的研究表明，在极端的LCP饮食中补充酪蛋白水解物作为肽源，通过增加猪结肠中粘蛋白-4的表达和激活体液免疫，增加了一般有益乳酸杆菌的比例，并增强了粘膜防御能力。相比AA的补充。小肠暴露于口服饲料成分（早于结肠）和AA和肽被消化和吸收的主要部位。膳食氮营养素是小肠粘膜维持屏障功能完整性和促进免疫系统成熟的主要燃料。然而，与AA补充相比，酪蛋白水解产物补充极端的LCP饮食是否对猪的小肠屏障和免疫力有更多益处尚不清楚。因此，在本研究中，我们假设补充蛋白质衍生肽，而不是单独补充AA以填补极端的LCP和AA需求之间的AA缺口，可用于改善猪的小肠健康。

为了验证这一假设，我们评估了饲喂极端的LCP日粮并补充AA或酪蛋白水解物的猪的小肠屏障功能，免疫力和细菌群落，旨在调查与仅补充AA相比，补充酪蛋白水解物作为肽源，在极端的LCP浓度下可以改善小肠健康。

LCPA饮食（low CP supplemented AA diet，低粗蛋白补充氨基酸饮食）和LCPC饮食（low CP supplemented casein hydrolysate diet，低粗蛋白补充酪蛋白水解酶饮食）对小肠屏障因子的基因表达有不同的影响。与对照和LCPC饮食相比，LCPA饮食下调空肠中β-防御素1，ZO-1和claudin-1的基因表达水平（P<0.05）。与对照和LCPA饮食相比，LCPC饮食上调空肠中occludin和ZO-1以及回肠中MUC-2和MUC-4的基因表达水平（P<0.05）。

与对照组和LCPA组相比，LCPC组空肠和回肠MUC-2中occludin和ZO-1蛋白表达水平增加（P<0.05）。基于粘蛋白表达的增加，进一步分析了回肠中的杯状细胞数量。与对照饮食和LCPA饮食相比，LCPC饮食增加了回肠杯状细胞数量（P<0.05）。

为了了解补充酪蛋白水解物是否会影响小肠微生物，进行了定量PCR以量化主要代表性细菌群。与对照日粮相比，LCPA日粮减少了乳酸杆菌的数量（P<0.05），LCPC日粮增加了乳酸杆菌和梭菌群IV的数量（P<0.05），减少了回肠中大肠杆菌的数量（P<0.05）。与LCPA饮食相比，LCPC饮食增加（P<0.05）空肠中的梭菌群IV和回肠中的厚壁菌群、乳酸杆菌和梭菌群IV的数量，减少（P<0.05）回肠中的大肠杆菌数量。这些结果表明，LCPA和LCPC日粮对小肠细菌群落的影响主要发生在回肠；与LCPA饮食相比，LCPC饮食增加了通常认为有益的细菌（乳酸杆菌和梭菌群IV）的数量，并减少了大肠杆菌的数量。

LCPA饮食和LCPC饮食对肠道Toll样受体（TLR）信号通路的影响也主要发生在回肠。与对照组相比，LCPA组TLR2基因表达水平上调（P<0.05），LCPC组TLR4和NF-κB基因表达水平下调（P<0.05）。与LCPA日粮相比，LCPC日粮下调了TLR2、TLR4和NF-κB的基因表达水平（P<0.05）。基于TLR信号通路的变化，进一步检测回肠中细胞因子的蛋白表达水平。与对照组相比，LCPA组IL-6和IL-22蛋白表达水平升高（P<0.05），LCPC组IL-1β、TNF-α和IL-17A蛋白表达水平降低（P<0.05）。与LCPA日粮相比，LCPC日粮降低了IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-17A和IL-22的蛋白表达水平（P<0.05）。这些结果表明，与LCPA饮食相比，LCPC饮食降低了促炎细胞因子的表达。

肠屏障，细菌和免疫参数的相关性分析结果显示，LCPA组空肠组织中ZO-1基因和蛋白表达水平与Lgr5蛋白表达水平呈正相关（P<0.05）。空肠中Lgr5和ZO-1的蛋白表达水平与回肠乳酸杆菌数量呈正相关（P<0.05）。TLR2基因表达水平与回肠IL-6和IL-22蛋白表达水平呈正相关（P<0.05）。与LCPA组相比，LCPC组的屏障功能、微生物和免疫之间的相关性更强。与LCPA组相似，LCPC组ZO-1和occludin的基因和蛋白表达水平与空肠Lgr5的蛋白表达水平呈正相关（P<0.05）。空肠Lgr5、ZO-1、occludin和回肠MUC-2的蛋白表达水平与回肠乳酸菌数量呈正相关（P<0.05）。此外，乳酸杆菌和梭菌群IV数量与回肠中的大肠杆菌数量呈负相关（P<0.05）。大肠杆菌数量与回肠中NF-κB和TLR4的基因表达水平以及IL-1b和TNF-a的蛋白表达水平呈正相关（P<0.05）。回肠中MUC-2蛋白表达水平与NF-κB和TLR4基因表达水平呈负相关（P<0.05）。回肠NF-κB和TLR4基因表达水平与IL-1b蛋白表达水平呈正相关（P<0.05）。总之，这表明肠屏障因子的变化与ISC增殖因子的变化相关。ISC (intestinal stem cell, 肠干细胞)和肠屏障因子的改变与乳酸杆菌数量的改变相关，促炎因子表达水平的降低与大肠杆菌数量的减少和肠屏障因子表达的增加相关。

文章来源：Wang H, Shen J, Mu C, Gao K, Pi Y, Zhu W. Low crude protein diets supplemented with casein hydrolysate enhance the intestinal barrier function and decrease the pro-inflammatory cytokine expression in the small intestine of pigs. Anim Nutr. 2021 Sep;7(3):770-778. doi: 10.1016/j.aninu.2021.03.003.