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本研究比较了不同水平的谷氨酰胺（L-glutamine，Gln）对肠上皮细胞生长和活力的影响，并探讨mTOR与AMPK信号通路在Gln调控肠上皮细胞生长中的作用。1．几种氨基酸及其衍生物对肠上皮细胞生长的作用研究L-谷氨酰胺(L-glutamine， Gln)， Nα-乙酰-L-谷氨酰胺（Nα-acetyl-L-glutamine，NAG），L-精氨酸（L-arginine，ARG），N-α-乙酰-L-精氨酸（N-alpha-acetyl-L-arginine，NAA）、瓜氨酸（L-citrulline，CIT），α-酮戊二酸（Alpha-ketoglutaric acid，AKG）和L-脯氨酸（L-Proline，PRO）对猪小肠上皮细胞（Intestinal porcine epithelial cells，IPEC-1）细胞活力与生长的影响。在IPEC-1定制培养液中分别添加不同浓度的氨基酸或其衍生物培养4天，用CCK8（cell counting kit8）法检测细胞的活力，并用细胞计数法检测这些氨基酸或其衍生物对细胞生长的影响。结果显示：试验的整个四天，Gln组IPEC-1细胞的数量（P<0.05）和OD值（P<0.05）均显著高于其他组。在试验的第4天，NAG、AKG、CIT、NAA和ARG组细胞数量均高于对照组（P<0.05）。培养液中添加PRO对IPEC-1细胞的生长无明显影响。2．不同水平Gln对IPEC细胞生长的影响为比较不同浓度Gln对细胞生长的影响，选出最适IPEC-1细胞生长的Gln水平，在IPEC-1定制培养液中分别添加不同水平的Gln（0，0.2，0.5，1，2，5mM）培养4天，用CCK8法检测细胞的活力，并用细胞计数法检测不同水平Gln对细胞数量的影响。结果表明：与其它Gln水平相比，2mM Gln组IPEC-1细胞数量最多且细胞的OD值最大。后三天，细胞生长数量与Gln（0-2mM）呈剂量-效应依赖性。3．Gln对IPEC-1细胞相关基因表达量的影响为阐明Gln促进肠上皮细胞生长的分子机理，在IPEC-1定制培养液中添加不同水平Gln（0，0.5，1，2，5mM）培养3天，实时荧光定量PCR（RT-PCR）检测细胞mTOR和AMPK信号通路关键分子﹑生长与生理、线粒体功能等相关分子mRNA表达量的影响。结果显示：2mM Gln上调了4EBP1、CFTR、SGLT-1、Na+/K+-ATPase、ZO-1、HSP70、COX7C和Bax mRNA的相对表达量（P<0.05），但是下调了Akt、Bcl-2、IGFBP3和Sirt1mRNA相对表达量（P<0.05）。4．mTOR信号通路在Gln调控IPEC-1细胞生长中的作用首先选用mTOR的抑制剂雷帕霉素（rapamycin，RAP）进行研究，结果发现RAP对IPEC-1细胞生长有抑制作用，且其对IPEC-1细胞的最适抑制浓度和处理时间分别为10nM和3d。然后采用2×2因子设计试验研究mTOR信号通路在Gln调控IPEC-1细胞生长中的作用。试验分为4个组：（1）0mM Gln，无RAP处理；（2）2mM Gln，无RAP处理；（3）0mM Gln，RAP处理；（4）2mM Gln，RAP处理。在IPEC-1定制培养液中分别添加相应浓度的Gln和RAP培养3天，RT-PCR检测Gln对RAP处理IPEC-1细胞mTOR和AMPK信号通路﹑生长与生理、线粒体功能等相关分子mRNA的影响，Western Blot检测Gln对RAP处理IPEC-1细胞mTOR和AMPK信号通路关键分子蛋白表达的影响。结果显示：（1）试验第3和4天，Gln可缓解RAP对细胞增殖的抑制作用；（2）添加Gln上调了IPEC-1细胞AMPK﹑S6K1﹑4EBP1﹑ASCT2﹑Bax﹑CFTR﹑SGLT-1﹑ZO-1﹑ODC﹑eIF2B和COX7C mRNA的相对表达量（P<0.05），降低了Akt﹑eIF2α和MAPK6mRNA的相对表达量（P<0.05）；（3）RAP处理使AMPK﹑mTOR﹑S6K1﹑4EBP1﹑ASCT2﹑SGLT-1﹑HSP70﹑ZO-1﹑ODC﹑eIF2B﹑Bcl-xl﹑Bcl-2﹑COX7C和Sirt1mRNA表达量增加（P<0.05），但下调了eIF2α﹑MAPK6和CFTR mRNA相对表达量（P<0.05）；（4）与GAP组相比，Gln+RAP组细胞4EBP1、HSP70、ZO-1、Bcl-xl、eIF2B和Sirt1mRNA的相对表达量降低（P<0.05）；（5）RAP处理抑制了细胞mTOR和S6K1的磷酸化，并降低p-S6K1/S6K1比值（P<0.05）。5．AMPK信号通路在Gln调控IPEC-1细胞生长中的作用首先选用AMPK的抑制剂P5499对细胞进行处理，研究发现P5499对IPEC-1细胞生长有抑制作用，且其对IPEC-1细胞的最适抑制浓度和处理时间分别为1μM和3d。然后设计2×2因子试验探究AMPK信号通路在Gln调控IPEC-1细胞生长中的作用。试验分为4个组：（1）0nM Gln，无P5499处理；（2）2mMGln，无P5499处理；（3）0nM Gln，P5499处理；（4）2mM Gln，P5499处理。在IPEC-1定制培养液中添加相应的Gln和P5499培养3天，RT-PCR检测培养基中添加Gln对P5499处理IPEC-1细胞mTOR和AMPK信号通路﹑生长与生理及线粒体功能相关分子mRNA的影响，Western Blot检测添加Gln对P5499处理IPEC-1细胞mTOR和AMPK信号通路关键分子蛋白表达的影响。结果显示：（1）Gln缓解了P5499对细胞活力的抑制作用和第三天对细胞增殖的抑制作用；（2）Gln降低了Akt和Sirt1mRNA的相对表达量，但是提高了mTOR﹑S6K1﹑4EBP1﹑CFTR﹑SGLT-1﹑HSP70﹑ZO-1﹑ASCT2﹑ODC﹑Bax﹑Bcl-2﹑eIF2B和COX7C mRNA的表达量（P<0.05）；（3）P5499处理上调了Akt﹑AMPK﹑ASCT2和eIF2B mRNA表达（P<0.05），但是降低了Bcl-2﹑SGLT-1﹑HSP70和Bcl-xl mRNA表达量（P<0.05）；（4）与P5499组相比，Gln+P5499组细胞的AMPK﹑CFTR﹑SGLT-1和ZO-1mRNA的相对表达量降低；（5）2mMGln提高了AMPK蛋白的相对表达量（P<0.05）；（6）P5499处理提高了AMPK蛋白的相对表达量，但是下调了p-mTOR蛋白表达（P<0.05）。总之，本试验研究表明，IPEC-1细胞培养液中Gln的最适添加水平为2mM。2mM Gln提高了IPEC-1细胞的4EBP1、CFTR、SGLT-1、Na+K+-ATPase、ZO-1、HSP70、COX7C等基因的相对表达量，下调了Akt、Bcl-2、IGFBP3、Sirt1等基因的表达量。Gln调控IPEC-1的细胞生长可能与mTOR信号通路分子4EBP1基因表达、S6K1蛋白表达和AMPK信号通路分子AMPK蛋白表达有关。