肠道生态系统是肠道内外源物质、微生物群与肠道组织相互作用的集合[1]，具有复杂多变的特点。深入探索畜禽肠道健康的相关机制对畜禽肠道健康非常重要。蛋白质组学最早于1994年被提出，是一门大规模、高通量、系统化的学科，用于研究细胞、组织、体液中蛋白质组成及功能、蛋白间的相互作用[2]。蛋白质组学能够找到营养物质[3-4]、微生物[5-6]与肠道内环境的互作机制，探究畜禽肠道发育的生理学信息，寻找生物标志物，探究疾病发生机制，记录各类生理信息[7]。蛋白质组学技术已应用于动物肠道相关的营养学及病理学研究。本文综述了蛋白质组学在畜禽肠道健康方面的相关研究，旨为动物肠道健康研究提供参考。1蛋白质组学与肠道健康研究的相关性蛋白质组学与肠道健康研究的相关性主要体现在自身特性、研究对象及研究方法。肠道是重要的消化器官，也是体内最大的免疫器官。除吸收养分外，肠上皮细胞是具有免疫功能的细胞，尤其是在先天免疫系统中[8]。肠道健康由内环境整体的稳态及复杂的免疫调节系统所维持。蛋白质组学通过找出有区别处理的组织器官或细胞中差异蛋白的表达，分析差异蛋白的生物学功能及参与的信号转导通路，从而探索相关作用机制。蛋白质组学具有整体性、系统性、动态复杂性的特点，与肠道内复杂的生理构造和多变的内环境相似[9]。Agresta等[10]指出，蛋白组学的结果能够有力地补充其他基因组学的数据；蛋白组学能够与转录组学、代谢物组学、微生物组学等并行，是研究分子间作用机制的重要技术手段。蛋白质组学是发现、解决肠道健康问题的重要理论基础和技术手段。2蛋白质组学分析饲料中添加营养物质对肠道蛋白的影响饲料是畜禽养殖中重要的生产资料，饲料配方的研究一直是畜牧学和兽医学的重要部分。随着研究不断深入，发现某些功能性营养物质不仅具有营养功能，还可作为调控因子直接或间接参与某些信号通路，调控动物体内蛋白质的合成和表达[11]。通过蛋白质组技术分析添加各类营养物质的饲料对肠道内蛋白表达的差异和变化，发现肠道健康受营养物质的调控[12]。2.1有关传统饲料矿物质的研究微量矿物质（锌、铁、锰、铜和硒）是动物必需的膳食成分，对代谢十分重要，是多种酶反应的关键辅因子。动物的微量元素供给量不科学，会导致动物出现微量矿物质失衡，对畜禽生长产生负面影响。微量矿物质能够直接或间接参与免疫反应、抗氧化反应[13-14]。蛋白质组学技术从分子生物学的角度解析饲料中微量矿物质对肠道的作用机制。王晓秋等[3]在仔猪饲料中加入氧化锌，通过蛋白质组学分析显示，空肠中与能量代谢相关的蛋白上调，氧化应激相关蛋白-葡萄糖调节蛋白下调，增殖凋亡相关蛋白原癌基因上调；表明氧化锌提高了肠细胞的能量利用率，有效改善了由断奶造成的肠道氧化应激，减缓断奶应激造成的肠细胞非正常凋亡。魏婧雅[4]在犊牛饲料添加氧化锌显著增强了大肠杆菌感染犊牛空肠抗原加工与递呈、吞噬、NOD样受体信号通路、肌动蛋白细胞骨架、糖代谢相关通路蛋白表达等作用，提高了犊牛小肠免疫功能和能量代谢能力。除了无机矿物本身对肠道的影响机制，矿物盐的适当形式和替代物也在研究范围内。研究发现，适当的蛋白质金属螯合物替代传统无机金属矿物质有利于改善肠黏膜屏障，增加肠道细胞溶质跨膜蛋白、闭塞素蛋白的表达，改善仔猪细胞紧密结构[15]。蛋白质组学应用于矿物质添加剂与肠道细胞的作用位点可能成为今后的研究方向。2.2新型营养源的研究随着畜牧养殖业的不断发展，动物饲养所需的饲料资源有限，因此寻找替代性的饲料来源尤为重要[16-18]。近年来，出现微藻、益生菌、中草药等新型饲料添加剂，这些饲料添加剂在生产实践中均具有显著效果[19-20]。蛋白质组学分析发现，饲喂螺旋藻影响蛋白质表达的原因大多与DNA构象和细胞对饥饿的反应有关，造成仔猪生长性能低下、营养物质消化率降低[21-22]。日粮添加溶菌酶与螺旋藻可使仔猪小肠明显变长，与蛋白质组学中收缩器蛋白（肌球蛋白和肌动蛋白）和核糖体蛋白（RPS7）的丰度较高有关[23-24]。结合蛋白质组学信息与组织形态学数据，用含有螺旋藻成分日粮饲喂断奶仔猪，研究其对肠道组织变化的影响，能够从肠道生理学的角度揭示新型饲料应用于断奶仔猪生产的可行性。2.3抗营养因子的研究饲料营养成分复杂，可能存在一些抗营养因子。抗营养因子在消化道中发生作用，可引起消化率降低等不良反应，造成腹泻甚至幼畜死亡。对于这些物质造成的肠道损伤大多停留在表观体内试验和肠道组织学观察阶段，目前多使用组学方法对其分子机制进行研究，旨在有效减少和预防抗营养因子造成的肠道损伤。殷霜阳[25]使用差异蛋白质组学研究日粮豆粕中β伴大豆球蛋白（β-conglycinin）对仔猪肠道的影响，结果发现，差异表达蛋白质主要表现出免疫应答、跨细胞转运等功能；通过多组学和免疫组化分析推测，β-conglycinin抗原肽段在小肠黏膜中的转运机制以CD23为受体，通过形成免疫球蛋白E-抗原复合物，实现跨细胞转运。Ma等[26]使用串联质谱分析玉米日粮中的玉米赤霉烯酮（ZEN）对仔猪肠道的损伤，发现受ZEN影响的断奶仔猪差异蛋白主要参与物质运输和代谢、基因表达、炎症和氧化应激等作用，其中大多数与炎症和氨基酸代谢有关。此类研究也是营养学研究的重要组成部分，能够为研制有效阻断剂和饲料配方开发提供参考。3蛋白质组学对肠道内致病外源微生物的研究肠道疾病的根本原因是机体肠道的分子机制与致敏微生物表位的相互作用[27-28]，能够导致肠道中某些蛋白质的种类和丰度发生改变，蛋白质组学技术诊断能够找到病毒作用的生物学标记，成为预防动物疾病的重要手段[29-30]。猪流行性腹泻病毒（PEDV）是目前危害养殖猪群的关键病毒之一[31]，能够引发哺乳猪营养吸收障碍，导致渗透性腹泻[32]，还能够与胃肠炎病毒等发生联合感染[33]。蛋白质组技术应用于猪流行性腹泻的研究起步很早，已先后进行了病毒中ORF1[34-35]、S[36]、ORF3[37]、M[38-39]、E[40]、N[41-44]等基因表达蛋白产物在肠道宿主细胞内的作用通路及相关基因产生的抑制蛋白的病原学研究。蛋白质组学多为研究病毒RNA序列在宿主细胞中表达后的互作蛋白及查找病毒表位在宿主细胞上的受体。周书亭等[5]采用酵母双杂交的方法筛选出能够与猪流行性病毒中与Nsp8基因互作的8种蛋白，通过免疫共沉淀技术鉴定、酵母双杂交回转验证，发现乳酸脱氢酶B链（LDHB）能够与Nsp8发生直接相互作用，猜测乳酸脱氢酶B链的可能受体。彭唱[6]筛选出PEDV S1蛋白的受体——B-细胞受体相关蛋白31（BCAP31）。现阶段，蛋白质组学对病毒的研究转为防治、药物开发以及抑制病毒感染的无抗饲料添加剂有效性。槲皮素与PEDV蛋白-3特异性结合，抑制酶活性、抑制病毒复制[45]；饲料中添加甘草酸能够抑制高迁移率族蛋白B（HMGB1）的表达，显著减少PEDV感染过程中由HMGB1介导的细胞炎症反应[46]。肠炎沙门氏菌是一种食源性病原体，影响肠道细胞凋亡、细胞浸润的通路及结构蛋白的表达[47-49]。开发抑制沙门氏菌的方法、研究沙门氏菌的作用机制是当前兽医学的热门研究内容。Hao等[50]使用无标记定量蛋白质组学技术，发现在饲粮中添加迷迭香导致维生素B1、精氨酸和谷氨酰胺的ABC转运蛋白底物结合蛋白的下调，组氨酸和维生素B12蛋白的上调，可起到有效的抑菌作用。此类食源性微生物的蛋白质组学研究不仅关系动物生产，还可对人畜共患病的研究提供参考。这些细菌拥有致病毒力，对机体消化道免疫屏障也具有一定的耐受性。蛋白质组学方法已被应用于揭示肠道链球菌对亚致死浓度次氯酸钠的应激反应机制。经蛋白质组学分析显示，在氯胁迫下，在肠杆菌和伤寒沙门菌中与半胱氨酸生物合成、能量代谢、应激反应、Fe-S簇组装、生物膜形成相关的基因出现差异表达[51]。定量蛋白质组学技术如串联质谱标签（TMT）和相对或绝对定量的等压标签（iTRAQ）可在蛋白质组水平上提供细菌生理特征的关键信息[52]，该技术阐明了肠球菌对环境应激因素（如乙醇、热、干燥、酸和环丙沙星）的应激反应机制[53-55]。因此，蛋白质组学分析能够为细菌适应分子提供新见解。Li等[56]使用TMT蛋白质组学研究肠炎沙门氏菌对次氯酸适应的机制，发现沙门氏菌利用数百种相关通路蛋白存活。上述研究为蛋白质组学技术揭示细菌对氯气的适应性、探寻肠道链球菌潜在治疗靶点的调控网络提供参考。4蛋白质组学研究应激影响肠道健康的机制尽管各类应激对动物肠道健康造成的影响已有研究，但有关机制的研究较少[10]。将组学方法应用于环境应激作用机制的研究为应激引发肠道疾病的规范防治提供帮助，其中最具代表性的是热应激。热应激能够减少动物的采食量，减缓动物生长，对动物生理特性存在不利影响。长时间暴露于高温的鸟类消化道血液供应减少，肠上皮受损，导致肠道消化和吸收等不良反应[57-58]。猪肠道热应激时显著改变了营养素和离子转运相关转运蛋白以及肠机械屏障相关基因的表达，肠黏膜补体级联反应相关基因和蛋白被激活，表明热应激诱导的肠道运输和免疫功能紊乱与内质网应激有关[59]。奶牛发生热应激时丙酮酸脱氢酶E1α亚单位（PDHA1）表达上调，鸟氨酸转氨酶（OAT）表达上调，表明能量生成增多，氨基酸利用效率下降[60]。家兔发生热应激时，通过嘧啶代谢通路、氨酰-tRNA生物合成抑制蛋白质合成，降低血清中糖异生的原料，抑制寡肽、氨基酸、葡萄糖的转运载体在肠道内的表达，影响肉兔对营养物质消化吸收和利用[61]。与传统的消化试验动物模型比，蛋白质组学能够从微观分子角度探究应激造成肠道损伤的根本原因和分子机制。对应激缓解策略的研究也离不开蛋白质组学方法参与。蛋白质组学分析发现，加入甜菜碱后抗炎因子含量及闭塞蛋白的相对表达量增加[62]，表明补充甜菜碱可通过抑制炎症反应、增强黏膜屏障功能，改善热应激时肉鸡的肠道损伤。5结论动物营养和病理学的研究已从宏观表征逐渐转为微观化、分子化，蛋白质组学技术的介入已成为必然趋势。肠道组织细胞蛋白表达及内环境微生物群落的动态变化导致组学的检测存在偏差，单组学分析存在其局限性。采用蛋白质组学与代谢组学、转录组学联合分析可更有效地追踪肠道动态的生理变化、排除测序误差、探究更详细的作用机制。