飼料にアルギニン、グルタミン、グリシンを添加した低タンパク食を与えたブロイラーニワトリの空腸と回腸における機械的経路、栄養素、アミノ酸トランスポーターをコードする選択された遺伝子の発現は、デキサメタゾンによって刺激されたストレス下での発現

Expression of selected genes encoding mechanistic pathways, nutrient and amino acid transporters in jejunum and ileum of broiler chickens fed a reduced protein diet supplemented with arginine, glutamine and glycine under stress stimulated by dexamethasone.

• Reza Barekatain
• Peter V Chrystal
• Saad Gilani
• Clive J McLaughlan

抄録

家禽栄養における粗蛋白質の低減と合成アミノ酸の補充は、生産系における蛋白質とアンモニアの無駄遣いを避けるための最近の傾向である。ストレスは腸管バリアを障害し、炎症反応を増加させることが示されている。本研究は、合成グルココルチコイドであるデキサメタゾン（DEX）によって誘発されるストレスのメカニズムと、タンパク質を減らした飼料でのアルギニン、グルタミン、グリシンの補給の効果を理解するために、ブロイラーニワトリの腸管組織を用いて行われた。以前の研究からの腸組織サンプルを利用した。雄のロス３０８羽のニワトリは、最初の７日間は基底飼料を与えられ、その後、グルタミン、グリシンおよび追加のアルギニンをそれぞれ１０、１０および５ｇ／ｋｇで補充した生産者実験飼料で１９４ｇ／ｋｇに減少させた粗タンパク質を与えられた。96羽の個体鳥の半数を、年齢14、16、18および20日目にDEX（0.5mg/kg体重）または生理食塩水で注射した。アミノ酸トランスポーター（y+LAT-1、B AT、EAAT-3、CAT-1）、メカニズム遺伝子（SGLT-1、mTOR、IAP、FABP-2）、およびプロ炎症性遺伝子（MUC-2、NF-κB、iNOS、IL-8、IL-1β）の空腸および回腸のmRNA発現をリアルタイムPCRを用いて分析した。その結果、DEXは空腸のy+ LAT1、回腸のB AT、EAAT-3を減少させた。アルギニンは、DEX処理により空腸及び回腸でCAT-1を増加させた。DEXは相互作用により、グリシンとアルギニンを添加した群の空腸におけるIAPを減少させ、空腸におけるmTORを独立して減少させた。DEXは空腸ではMUC-2とiNOSを減少させ、回腸ではiNOSとIL8を増加させた。アミノ酸補給はこれらの効果を改善するようには見えなかったが、グリシンはCAT-1の増加を介してNF-κBとアルギニンにいくつかの肯定的な効果があった。ブロイラー飼料へのアミノ酸補給のメカニズムを理解するためには、特に飼料タンパク質が本研究で試験されたレベル以下に減少した場合には、さらなる研究が必要である。

Reducing crude protein and supplementation with synthetic amino acids in poultry nutrition is a recent trend to avoid wastage of protein and ammonia in production systems. Stress has been shown to impair intestinal barrier and increase inflammatory response. This study was performed on intestinal tissues of broiler chickens to understand the mechanism of stress induced by a synthetic glucocorticoid, dexamethasone (DEX) and the effect of supplementation of arginine, glutamine and glycine in reduced protein diets. Intestinal tissue samples from a previous study were utilized. Male Ross 308 chickens received a basal diet for the first seven days and then fed with crude protein that was reduced to 194 g/kg in grower experimental diets supplemented with glutamine, glycine and additional arginine at 10, 10 and 5 g/kg respectively. Half of the 96 individual birds were injected with DEX (0.5 mg/kg body weight) or saline on days 14, 16, 18 and 20 of age. mRNA expression for jejunum and ileum for amino acid transporters (y+LAT-1, B AT, EAAT-3 and CAT-1), mechanistic genes (SGLT-1, mTOR, IAP and FABP-2) and pro-inflammatory genes (MUC-2, NF-κB, iNOS, IL-8 and IL-1β) were analysed using real-time PCR. The results showed that DEX decreased y+ LAT1 in jejunum, B AT and EAAT-3 in ileum. Arginine increased CAT-1 in the jejunum and ileum under DEX treatment. Through an interaction, DEX reduced IAP in jejunum of glycine and arginine supplemented group and reduced mTOR in jejunum independently. DEX reduced MUC-2 and iNOS in jejunum and increased iNOS and IL8 in the ileum. Amino acid supplementation did not appear to ameliorate these effects; however, there were some positive effects of glycine on NF-κB and arginine through increased CAT-1. Mechanistic understanding of amino acid supplementation in broiler diets warrants further research particularly when dietary protein is reduced below the level tested in the present study.

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