先前研究表明,瘤胃丁酸灌注可上调上皮细胞细胞周期蛋白cyclin D1,但其分子机制尚未阐明。本文的目的是研究丁酸对瘤胃上皮乳头生长的影响及其分子机制,首次探讨了瘤胃丁酸灌注对山羊瘤胃上皮细胞增殖和细胞凋亡相关基因表达的影响。研究分为两部分:1,瘤胃丁酸灌注实验;2,瘤胃上皮细胞原代培养实验。1,瘤胃丁酸灌注实验二十四只装有瘤胃瘘管的健康山羊（4月龄;体重19.05±0.43kg）随机分成两组:B组（n=12,丁酸50ml 0.3 g/kg·BW/天经瘘管灌注到瘤胃）和C组（n=12,经瘘管注入相同剂量的缓冲液,但不含丁酸）。每天上午饲喂前1h灌注,实验期为28天。每组的四只山羊分别在最后一天灌注后的5、7和9小时被屠宰。采集瘤胃上皮样品,用游标卡尺检测瘤胃上皮形态上变化;Real-time PCR法检测基因表达。采集瘤胃液,用气象色谱法测定瘤胃内挥发性脂肪酸（SCFA）含量。结果表明,与对照组相比,丁酸灌注组1小时后瘤胃内丁酸浓度增加了 99.77%,且差异显著,并且持续了2.5h。瘤胃上皮形态学数据表明,与对照组相比,丁酸灌注组山羊前腹盲囊,腹囊和后腹盲囊在5h时的瘤胃上皮的长度分别增长21.77%（P<0.05）,19.06%（P<0.05）和 28.14%（P<0.05）;在 7h时,分别增长26.76%（P<0.05）,14.32%（P<0.05）和 24.80%（P<0.05）;在9h时分别增长 18.85%（P<0.05）,22.70%（P<0.05）和24.36%（P<0.05）。丁酸灌注组山羊前腹盲囊,腹囊和后腹盲囊在5h时的瘤胃上皮的宽度分别增加35.46%（P<0.05）,29.28%（P<0.05）和34.61%（P<0.05）;在 7h时,分别增加35.66%（P<0.05）,13.12%（P<0.05）和 14.86%（P<0.05）:在9h时分别增加36.41%（P<0.05）,25.32%（P<0.05）和 33.84%（P<0.05）。与对照组相比,丁酸灌注组瘤胃上皮前腹盲囊,腹囊和后腹盲囊的细胞密度在5h时分别增加了增加25.26%（P<0.05）,18.47%（P<0.05）和 15.43%（P<0.05）;在 7h时,分别增加 16.27%（P<0.05）,23.98%（P<0.05）和 21.40%（P<0.05）;在9h时分别增加30.99%（P<0.05）,22.64%（P<0.05）和19.64%（P<0.05）。与对照组相比,丁酸灌注组的表面积在5h时分别增加了增加 108.47%（P<0.05）,80.45%（P<0.05）和97.37%（P<0.05）;在 7h时,分别增加100.66%%（P<0.05）,64.68%（P<0.05）和 72.52%（P<0.05）;在9h时分别增加 113.76%（P<0.05）,91.67%（P<0.05）和99.44%（P<0.05）。与对照组相比,丁酸灌注组山羊棘突层和颗粒层细胞数量在5h,7h和9h是时细胞分别为9148.18±291;9096.93±264和8047.62±258,均显著高于对照组7936.03±186;7797.93±125和6883.95 ±197。同样,丁酸灌注组山羊基底层细胞数量在5h,7h和9h是时细胞分别为292.04 ±13.2;293.87±15.0和283.75±12.4,均显著高于对照组250.83±4.9:246.58±4.8和242.52±4.1。与对照组相比,在5h时,丁酸灌注组山羊瘤胃上皮中细胞周期中G0/G1期细胞周期蛋白cyclin D1（P<0.05）;CDK2（P<0.01）,CDK4（P<0.01）,CDK6（P<0.05）和p21（P<0.05）mRNA表达水平上调。并且,在7h时,细胞周期中G1/S期细胞周期相关蛋白cyclinE（P<0.05）mRNA表达水平上调;在9h时,细胞周期中S期和G2/M期细胞周期相关蛋白cyclin A（P<0.05）和CDK1（P<0.05）mRNA表达水平上调。此外,与对照组相比,在5h时,丁酸灌注组山羊细胞凋亡相关蛋白caspase 3（P<0.05）,caspase 9（P<0.05）和Bax（P<0.05）均显著上调;Bcl-2 mRNA的表达水平和Bcl-2/Bax的比值无显著变化。相关分析结果表明,细胞周期和细胞凋亡等相关基因的mRNA表达与瘤胃内丁酸浓度呈正相关关系。2,瘤胃上皮细胞原代培养实验选取8只健康山羊,屠宰采集瘤胃上皮。胰蛋白酶消化获得瘤胃上皮细胞后进行原代培养,待24 h细胞附着后,分别接受以下处理:对照组pH7.4（C,n=8）,实验组pH7.4+5mM丁酸（B,n=8）。处理24h小时后,收集细胞待检。QPCR方法同于以上体内实验。实验结果表明,与对照组pH7.4相比,丁酸（5mM）处理组促进瘤胃上皮细胞周期相关基因cyclin D1,cyclin E1,cyclin B1,cyclin A,CDK2,CDK4和 CDK6的mRNA的表达,CDK1和p21的mRNA表达没有变化。在细胞凋亡相关基因中,与对照组pH7.4相比,丁酸（5mM）处理组促进瘤胃上皮中caspase 3,caspase 9和Bax的mRNA表达水平,并且Bcl-2和Bcl-2/bax的比值降低。结论瘤胃丁酸灌注促进了上皮的生长,该作用与细胞周期和细胞凋亡相关基因表达的变化有关。细胞周期相关基因表达的结果显示,丁酸促进了瘤胃上皮细胞从G0/G1到S期到G2/M期的运转,促进细胞增殖;同时,丁酸促进细胞凋亡相关基因表达。体外实验的结果与体内实验一致,证明丁酸既促进细胞增殖相关基因的表达又加快细胞凋亡相关基因的表达,丁酸的双向调节作用有利于维持细胞数量的稳态。中国与巴基斯坦签订了畜牧业合作的订单备忘录,其中肉羊是畜牧业重点发展的潜力之一。瘤胃上皮的生产促进山羊的整体健康和生产性能,瘤胃上皮的形态大小是评价瘤胃健康的标准之一。在巴基斯坦,目前缺少对不同环境和气候下,不同品种之间的山羊的瘤胃上皮形态差异。为增进两国之间的合作,我们比较研究了中国的波杂山羊和三种巴基斯坦的山羊品种（Kamori,Pateri和Tapri）之间瘤胃的差异。目的是观察比较两国山羊不同品种之间的瘤胃上皮形态学上的差异。从屠宰场购买9头巴基斯坦的山羊（每个品种3头）,称取瘤胃的重量（包括瘤胃总重量湿重和去除瘤胃内容物后的瘤胃重量干重）。采集瘤胃中前腹盲囊,腹囊和后腹盲囊用PBS缓冲液冲洗干净后保存在10%的福尔马林液中,而后进行形态学分析。结果表明,与Pateri、Tapr和波杂山羊相比,kamori山羊的干重显著增加,其他均无显著变化。瘤胃上皮形态学分析结果表明,与Pateri、Tapr和波杂山羊相比,kamori山羊中腹囊的瘤胃上皮长度显著增加（P<0.05）,分别增加了 39.60%、40.29%和26.45%。宽度分别增加了 51.47%、56.09%和 77.77%,密度分别增加了 26.32%、28.39%和32.69%,表面积分别增加了 164.98%、166.21%、211.22%。前腹盲囊和后腹盲囊各个品种之间无显著差异。研究结果表明,Kamori山羊的瘤胃干重和腹囊部位的瘤胃上皮显著高于其他品种,说明Kamori山羊具有较高的生长和繁殖特性。这些数据有助于为对巴基斯坦的地方品种的后期研究提供依据。