蛋氨酸對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育及毛發(fā)生長(zhǎng)調(diào)控作用的研究進(jìn)展

王文楠， 孫亞波， 劉海英*， 朱延旭， 楊桂芹， 王耀民

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，遼寧沈陽110866；2.遼寧省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地建設(shè)工程中心，遼寧遼陽111000；3.遼寧省凌源市城郊動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，遼寧凌源122500）

蛋氨酸（Methionine，Met）是一種具有旋光性、呈結(jié)晶狀存在的化合物，味微甜，有特殊氣味，分子式是CH3SCH2CH（NH）2COOH。根據(jù)其旋光性將蛋氨酸分為D型和L型兩種，L型蛋氨酸在動(dòng)物體內(nèi)容易被腸壁吸收，D型則需要在酶的催化下轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)型后才能被動(dòng)物所利用。蛋氨酸是唯一一種含硫必需氨基酸，主要參與膽堿、腎上腺素和肌酸的合成，磷的代謝和甲基的轉(zhuǎn)移，以及為動(dòng)物體內(nèi)合成胱氨酸和蛋白質(zhì)提供原料，是動(dòng)物體內(nèi)最重要的氨基酸之一。此外，蛋氨酸對(duì)毛皮動(dòng)物的毛發(fā)生長(zhǎng)具有重要調(diào)控作用，是毛皮動(dòng)物毛發(fā)生長(zhǎng)的第一限制氨基酸。近些年，關(guān)于蛋氨酸在毛皮動(dòng)物的毛發(fā)生長(zhǎng)調(diào)控研究越來越多，并獲得了較大的進(jìn)展。因此，本文針對(duì)蛋氨酸在動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、毛發(fā)生長(zhǎng)調(diào)控方面的進(jìn)展作一綜述，以期為蛋氨酸在動(dòng)物毛發(fā)生長(zhǎng)方面的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 蛋氨酸在動(dòng)物體內(nèi)的代謝途徑

蛋氨酸在動(dòng)物體內(nèi)無法自身合成，必須由外部提供，因此，在養(yǎng)殖業(yè)中，商品飼料中往往都添加一定劑量的蛋氨酸（Wu，2015）。天然的蛋氨酸是L型蛋氨酸，人工合成的蛋氨酸大都含有D型和L型兩種。在飼料實(shí)際使用中均是采用人工合成的蛋氨酸，D型蛋氨酸在動(dòng)物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)型蛋氨酸后被利用。肝臟是動(dòng)物蛋氨酸代謝的主要場(chǎng)所（Finkelstein等，1990），蛋氨酸在動(dòng)物體內(nèi)主要有3種代謝功能：（1）蛋氨酸在酶的催化下先生成酮型蛋氨酸，然后再經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)型蛋氨酸參與蛋白質(zhì)的代謝；（2）蛋氨酸在轉(zhuǎn)硫作用下生成L型半胱氨酸，參與牛磺酸和谷胱甘肽的合成與代謝；（3）蛋氨酸在蛋氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶的作用下生成S-腺苷甲硫氨酸，為其他生物蛋白質(zhì)和多胺代謝提供甲基（Brosnan等，2006）。

2 蛋氨酸對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的影響

蛋氨酸是動(dòng)物生長(zhǎng)必需的營養(yǎng)物質(zhì)，Kim等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，在早期肉雞日糧中添加蛋氨酸可以顯著提高日糧中蛋白質(zhì)的利用率，降低日糧蛋白質(zhì)水平，從而降低生產(chǎn)成本。另有大量研究表明，在肉雞日糧中添加蛋氨酸可以顯著提高肉雞的日增重和胸肌率，降低肉雞腹脂率和料肉比，并在提高肉雞的全凈膛率和半凈膛率方面也有一定效果（段曉翔等，2015；高珊等，2015；Wen等，2014；張建等，2013；楊海龍等，2013；Khan等，2011）。在反芻動(dòng)物研究中發(fā)現(xiàn)，日糧中加入蛋氨酸可以顯著提高蛋白質(zhì)類飼料的利用率，增加動(dòng)物的日增重和末重，降低料重比，提高反芻動(dòng)物血糖含量并降低尿素氮等的排放，降低氮對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響（高巖等，2016；賈文彬等，2015）。當(dāng)動(dòng)物體內(nèi)蛋氨酸缺乏時(shí)，動(dòng)物的食欲和免疫能力會(huì)降低，同時(shí)導(dǎo)致貂的皮毛嚴(yán)重變質(zhì)并出現(xiàn)肝臟和腎臟功能的減弱（Conde-Aguilera等，2013；Zhang等，2013）。但過多攝入蛋氨酸會(huì)給動(dòng)物帶來很多不利影響。研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物體內(nèi)攝入過高劑量的蛋氨酸容易形成高半胱氨酸，引起高半胱氨酸血癥，進(jìn)而出現(xiàn)動(dòng)脈硬化等病變（楊曉靜，2015；Troen等，2003）。大鼠懷孕期間過量攝入蛋氨酸還會(huì)引起新生鼠死亡率升高、下頜骨和長(zhǎng)骨組織損傷、生長(zhǎng)抑制和顱面生長(zhǎng)中心形態(tài)學(xué)出現(xiàn)改變等問題（Romer等，2012）。有研究發(fā)現(xiàn)，如果使用高劑量的蛋氨酸飼喂小鼠，小鼠會(huì)出現(xiàn)急性胃腸道出血和肝炎導(dǎo)致死亡的現(xiàn)象（Yamada等，2012），并且小鼠肝臟和血清中脂肪過氧化現(xiàn)象明顯加重。因此，不同動(dòng)物、不同年齡階段以及不同生理狀態(tài)下，蛋氨酸的最佳攝入量應(yīng)做相應(yīng)試驗(yàn)進(jìn)行篩選，選擇最佳的添加劑量以達(dá)到最佳的效果。

3 蛋氨酸對(duì)動(dòng)物毛發(fā)生長(zhǎng)的調(diào)控作用

3.1 日糧中添加蛋氨酸對(duì)動(dòng)物毛發(fā)生長(zhǎng)的影響劉逍等（2017）研究表明，在吉林白鵝日糧中添加0.5%的蛋氨酸可以提高白鵝絨羽千朵重。Tsiagbe等（1987）在雛雞日糧中添加1.45%的蛋氨酸飼養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，雞的羽毛會(huì)變的更加柔軟。而關(guān)于安哥拉兔的研究中，李福昌等（2003）研究認(rèn)為蛋氨酸的添加量為0.4%～0.6%時(shí)，安哥拉兔的產(chǎn)毛性能最佳。張國慶等（1986）研究則認(rèn)為蛋氨酸的添加量為0.3%時(shí)產(chǎn)毛性能最好。在藍(lán)狐的產(chǎn)毛性能上，張鐵濤等（2013）認(rèn)為，日糧中添加1.14%的蛋氨酸時(shí)產(chǎn)毛性能較好，而崔虎等（2011）則認(rèn)為只需添加0.99%的蛋氨酸就可以獲得最佳的產(chǎn)毛性能。在水貂的產(chǎn)毛性能研究上，張海華（2011）研究發(fā)現(xiàn)，育成期和冬毛期水貂蛋氨酸的添加量分別是1.39%和1.54%時(shí)，其產(chǎn)毛性能最好。目前蛋氨酸在毛皮動(dòng)物生長(zhǎng)中適宜的添加水平研究結(jié)果不一，這一方面可能是因?yàn)樽罴训鞍彼岬奶砑恿渴軇?dòng)物的品種、飼養(yǎng)管理、環(huán)境條件和遺傳特性等影響；另一方面由于目前關(guān)于蛋氨酸添加量對(duì)毛發(fā)生長(zhǎng)的研究，只集中在表觀性狀的影響上，而其具體機(jī)制和代謝途徑不清楚。因此，為了獲得產(chǎn)毛、皮的最佳生產(chǎn)效能和經(jīng)濟(jì)效益，還需對(duì)蛋氨酸進(jìn)行更為深入細(xì)致的研究，從其影響相關(guān)基因表達(dá)、蛋白質(zhì)活性等方面探討其作用機(jī)制并確定最佳添加量。

3.2 蛋氨酸對(duì)動(dòng)物毛發(fā)品質(zhì)的影響 陶可（2008）發(fā)現(xiàn)，增加妊娠母兔日糧總蛋氨酸含量，可以增加2月齡和初生兔次級(jí)毛囊的密度，提高產(chǎn)毛性能和質(zhì)量。謝實(shí)勇等（2003）研究?jī)?nèi)蒙古絨山羊時(shí)發(fā)現(xiàn)，日糧中添加蛋氨酸可以明顯提高羊絨的細(xì)度、生長(zhǎng)速度和產(chǎn)絨量。周琴飛等（2011）在肉兔日糧中添加0.4%蛋氨酸飼養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)肉兔毛的密度和強(qiáng)伸性最好。Dahlman等（2002）研究發(fā)現(xiàn)，在低蛋白質(zhì)日糧中添加蛋氨酸可以明顯提高藍(lán)狐毛品質(zhì)。李福昌等（2003）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)安哥拉兔日糧中蛋氨酸的量添加為0.61%時(shí)，其產(chǎn)毛性能最好。易先國等（2012）對(duì)妊娠期母兔進(jìn)行不同含量的蛋氨酸飼養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，胎兔毛囊直徑和密度隨著蛋氨酸含量的增加而增加。因此，在動(dòng)物日糧中添加蛋氨酸可以明顯提高毛發(fā)的品質(zhì)，但是不同動(dòng)物其添加量還存在差異，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行添加。對(duì)于蛋氨酸提高動(dòng)物皮毛品質(zhì)的機(jī)理研究目前還不是很清楚，有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

3.3 蛋氨酸對(duì)動(dòng)物毛發(fā)生長(zhǎng)的調(diào)控途徑研究研究表明，角蛋白是動(dòng)物毛發(fā)的主要組成成分，而角蛋白的構(gòu)成和合成中起主導(dǎo)作用是蛋氨酸和胱氨酸等含硫氨基酸。其中胱氨酸主要依靠蛋氨酸轉(zhuǎn)化而來，因此，蛋氨酸的一個(gè)重要調(diào)控途徑是通過調(diào)控胱氨酸的代謝和角蛋白的合成來調(diào)控毛發(fā)的發(fā)育（郭峰，2011）。南韋肖等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，在體外培養(yǎng)的毛乳頭細(xì)胞中添加8μg/mL的蛋氨酸可以顯著提高毛乳頭細(xì)胞的增殖率，分析其產(chǎn)生的原因是蛋氨酸代謝可產(chǎn)生聚胺，聚胺可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和細(xì)胞的分裂；蛋氨酸會(huì)誘導(dǎo)多胺的產(chǎn)生，多胺可以提高細(xì)胞的增殖率。吳振宇（2016）通過對(duì)獺兔毛發(fā)的發(fā)育規(guī)律和蛋氨酸的調(diào)控機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，獺兔的毛囊發(fā)育呈周期性變化，并與Wnt10b的時(shí)空表達(dá)呈相關(guān)性，且蛋氨酸可以通過對(duì)Wnt/β-catenin信號(hào)通路的調(diào)控來實(shí)現(xiàn)對(duì)毛發(fā)生長(zhǎng)和品質(zhì)的調(diào)控。目前，關(guān)于蛋氨酸對(duì)動(dòng)物毛發(fā)生長(zhǎng)調(diào)控途徑研究還在不斷的拓展，特別是分子水平的研究越來越受到重視。

3.4 蛋氨酸調(diào)控動(dòng)物毛發(fā)生長(zhǎng)的分子機(jī)制研究動(dòng)物毛發(fā)的生長(zhǎng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，受遺傳、營養(yǎng)、環(huán)境和代謝等諸多因素的影響，其中營養(yǎng)又會(huì)通過調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)，從而在毛發(fā)生長(zhǎng)的過程中起到關(guān)鍵作用。南韋肖（2016）在體外研究蛋氨酸對(duì)水貂毛囊發(fā)育規(guī)律的影響中發(fā)現(xiàn)，表皮生長(zhǎng)因子（EGF）的表達(dá)量隨著蛋氨酸濃度的增加而呈上升趨勢(shì)，當(dāng)在培養(yǎng)基中添加蛋氨酸的濃度達(dá)到8μg/mL時(shí)可以顯著提高毛囊的生長(zhǎng)，并且生長(zhǎng)因子基因的相對(duì)表達(dá)量最高，表明在體外添加適量濃度的蛋氨酸可以通過促進(jìn)生長(zhǎng)因子的表達(dá)來提高水貂毛發(fā)的生長(zhǎng)。張海華（2011）研究蛋氨酸對(duì)水貂毛囊發(fā)育規(guī)律中發(fā)現(xiàn)，在水貂低蛋白質(zhì)日糧中添加適量的蛋氨酸后，水貂毛囊中的表皮生長(zhǎng)因子基因和蛋白質(zhì)水平表達(dá)量均顯著增加，且表皮生長(zhǎng)因子基因與水貂毛發(fā)的品質(zhì)呈正相關(guān)，說明添加適量濃度的蛋氨酸，可以通過促進(jìn)生長(zhǎng)因子的表達(dá)來提高水貂毛發(fā)的生長(zhǎng)。潘思年等（2010）研究還發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加適量的蛋氨酸，可增高血液中生長(zhǎng)激素（GH）的含量，而生長(zhǎng)激素對(duì)表皮生長(zhǎng)因子的基因具有調(diào)控作用。以上研究表明蛋氨酸可能是先通過調(diào)節(jié)生長(zhǎng)激素水平后，再通過生長(zhǎng)激素來調(diào)控表皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)來調(diào)控動(dòng)物毛發(fā)生長(zhǎng)的。另外，褪黑激素（MT）、催乳素（PRL）、胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF）家族、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（FGF）家族、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）、角蛋白和角蛋白相關(guān)蛋白質(zhì)等基因也在動(dòng)物的毛發(fā)生長(zhǎng)中起到重要作用，但這些基因是否受蛋氨酸的調(diào)控，還需要進(jìn)一步研究證實(shí)。

4 展望

蛋氨酸作為動(dòng)物機(jī)體所必需的含硫氨基酸，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育及毛發(fā)生長(zhǎng)均有重要影響。有關(guān)蛋氨酸對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)及毛發(fā)生長(zhǎng)已開展了部分研究工作，主要集中在日糧中適量的蛋氨酸水平對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、毛發(fā)生長(zhǎng)等的研究，其作用機(jī)理較少，影響機(jī)制還不明確，因此尚需進(jìn)一步研究。相信隨著蛋氨酸研究的不斷深入，其作用機(jī)理會(huì)越來越明確，在畜牧生產(chǎn)中的添加水平更精準(zhǔn)及應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。