胰岛素、IGF-I和酶解初乳对离体犊牛小肠上皮细胞增殖和功能发育的影响

为研究乳源性生长因子对动物胃肠道生长发育的作用，本试验以离体犊牛小肠上皮细胞为试验对象，研究了胰岛素、胰岛素样生长因子Ⅰ（IGF-Ⅰ）和酶（胰蛋白酶和胃蛋白酶）解牛初乳对细胞增殖、葡萄糖吸收和细胞膜酶活性的影响。试验表明，胰岛素浓度为10μg/ml时，明显促进离体犊牛小肠上皮细胞的增殖和对葡萄糖的吸收，但胰岛素浓度达到50μg/ml时则抑制细胞的增殖和吸收（P＜0.01）。IGF-Ⅰ浓度为100ng/ml时，对促进离体犊牛小肠上皮细胞增殖和吸收葡萄糖的作用最强（P＜0.01），但IGF-Ⅰ浓度在超过100ng/ml时，其促进细胞增殖和吸收的作用达到饱和，浓度为100ng/ml、500ng/ml和1000ng/ml的IGF-Ⅰ对促进离体犊牛小肠上皮细胞增殖和吸收葡萄糖无显著差异（P＞0.05）。试验同时表明，初乳经胃蛋白酶水解处理90分钟后所产生的水解物对离体犊牛小肠上皮细胞有明显的促增殖作用（P＜0.01），而经胰蛋白酶处理则不表现促增殖活性。酶解初乳对促进细胞吸收葡萄糖的作用随着酶处理时间的延长逐渐增强，并分别在90分钟（胰蛋白酶）和150分钟（胃蛋白酶）时达到最大（P＜0.01）。另外，牛初乳经胰蛋白酶或胃蛋白酶水解处理后，明显提高离体犊牛小肠上皮细胞的碱性磷酸酶活性（P＜0.01）；经胰蛋白酶水解至90分钟、胃蛋白酶水解至150分钟时，明显提高小肠上皮细胞的Na~+-K~+-ATP酶活性。但牛初乳经胰蛋白酶和胃蛋白酶处理后对小肠上皮细胞乳糖酶的作用效果明显降低（P＜0.01）。牛初乳经胰蛋白酶和胃蛋白酶水解处理后，70℃灭活水解酶和100℃灭活水解酶对水解物影响小肠上皮细胞的效果无显著差异（P＞0.05）。试验还表明，在牛初乳经过胃蛋白酶水解至90分钟后所产生的多肽类混合物中添加100ng/ml的IGF-Ⅰ对细胞增殖率的提高最显著；牛初乳经过胰蛋白酶水解处理至90分钟后所产生的多肽混合物中添加10μg/ml的胰岛素与添加100ng/ml的IGF-Ⅰ对细胞吸收葡萄糖的影响无差异。本研究证明，乳中天然存在的多肽类生长因子对离体小肠上皮细胞的增殖、生长及功能发育具有明显的促进作用；乳经适当的酶解处理可将隐含在乳蛋白分子中的活性肽逐渐释放出来，酶解乳产物也具有刺激离体小肠上皮细胞增殖和功能发育的活性。有关酶解乳的生物学效应及分子生物化学机制还有待进一步研究。