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色氨酸对哺乳动物母-胎界面的免疫调节作用及其机制

阮征;印遇龙;伍国耀

【摘要】近年来,一些研究发现氨基酸对提高母猪繁殖能力具有重要的作用.少量的

体内和体外试验研究表明,色氨酸及其代谢物能够提高母猪繁殖能力,降低流产率.本

文综述了色氨酸及其犬尿氨酸代谢对哺乳动物(主要是猪和鼠)母-胎界面免疫调节

(或免疫耐受)的影响,以及色氨酸及其代谢物(如犬尿氨酸和3-羟基犬尿氨酸)对哺乳

动物母-胎界面蜕膜自然杀伤(dNK)细胞、调节性T细胞(Treg)和17型辅助性T细

胞(Th17)的调控作用以及可能的作用机制.

【期刊名称】《动物营养学报》

【年(卷),期】2014(026)010

【总页数】6页(P2986-2991)

【关键词】色氨酸;吲哚胺2,3-双加氧酶;母-胎界面;免疫调节;犬尿氨酸途径代谢

【作者】阮征;印遇龙;伍国耀

【作者单位】南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,南昌330047;南昌大学食

品学院,南昌330031;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,南昌330047;南昌

大学食品学院,南昌330031;中国科学院亚热带农业生态研究所,长沙410125;德克

萨斯AM大学动物科学系,克里奇77843

【正文语种】中文

【中图分类】S811.3;S814.4

妊娠是指哺乳类雌性承受胎儿在其体内发育成长的过程。由于营养不良或感染病毒

等原因，会引起妊娠母猪流产、死胎或产弱仔等繁殖障碍，带来巨大的经济损失

［1］。例如，产仔数相对较低的大白猪早期胚胎死亡率为26%。因此，母猪健康

状况和繁殖性能是养猪业健康高效发展的关键。近年来，一些研究发现氨基酸对提

高母猪繁殖能力具有重要的作用。精氨酸显著提高母猪窝产活仔数和窝活仔重

［2］。对人早孕绒毛和足月胎盘组织进行体外细胞培养，添加色氨酸至生理浓度，

无γ-干扰素(interferon-γ，IFN-γ)时仅色氨酸和苏氨酸被代谢利用，浓度显著降

低;添加色氨酸可以完全恢复外周血单核细胞的增殖，添加其他氨基酸无类似效应

［3］。在妊娠第35天的饲粮中添加精氨酸提高了活胎数，促进了胎盘发育和血

管化分数［4］。然而，Li等［5］研究发现精氨酸有降低妊娠早期母猪胚胎存活

的作用。由此说明:第一，氨基酸调控妊娠期代谢(母猪繁殖能力)的分子机制尚不清

楚;第二，即使是同一种氨基酸，在妊娠不同阶段(早、中、晚期)所体现的生理作用

均不同。

1色氨酸的概述

色氨酸，又名α-氨基-β-吲哚丙酸，是哺乳动物体内细胞维持活化和增殖所必需的

氨基酸。它是一种特殊的必需氨基酸，是动物体内唯一通过非共价键和血清白蛋白

结合的氨基酸，广泛参与蛋白质合成和核酸合成。色氨酸通常在仔猪饲粮中为第二

或第三限制性氨基酸，在成年猪基础饲粮中为第四限制性氨基酸［6］。色氨酸具

有促进蛋白质合成、调节基因表达、提高食欲、缓解应激和促进生长的作用［7］。

色氨酸主要有2条代谢途径(图1):一是沿犬尿氨酸(kynurenine，Kyn)的代谢途径;

二是沿5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)的代谢途径。

图1L-色氨酸代谢途径Fig.1MetabolicpathwaysofL-tryptophan

吲哚胺2，3-双加氧酶(indoleamine2，3-dioxygenase，IDO)是色氨酸分解代

谢中除肝脏以外唯一可催化色氨酸分子中吲哚环氧化裂解，沿Kyn途径分解代谢

的限速酶。它通过降解局部组织中的色氨酸，在诱发宿主免疫防御、诱导母胎免疫

耐受和抗肿瘤免疫等方面均发挥重要的代谢性免疫调节作用［8］。IDO能在肿瘤

细胞内表达，可降解色氨酸，导致细胞微环境中色氨酸耗竭，使得细胞毒性T细

胞(CD8+T细胞)增殖静止在G1期(因为T细胞增殖需要色氨酸)，抑制细胞毒性T

细胞增殖，导致肿瘤的免疫逃逸［9］。在胎盘中表达IDO可保护同种异体(胎儿)

免遭母体排斥［10］。表达IDO的细胞主要分布在胸腺髓质和次级淋巴管的T细

胞区，以及免疫耐受或免疫特赦组织(如胎盘、胃肠道黏膜、胸腺与附睾)中，并且

特异性地表达在巨噬细胞和树突细胞上。近年来，由于IDO在免疫和代谢生理中

具有双重作用而受到重点关注［11］。

2色氨酸对母-胎界面免疫的影响

2.1母-胎界面与免疫耐受

母-胎界面是由母体蜕膜组织和胚胎滋养层组织共同构成的，在调节胚胎发育和胎

盘形成等方面发挥着重要作用