1.1EGF的发现、结构、理化性质、代谢及来源
EGF是Cohen在1962年从鼠颌下腺分离出的一种具有神经生长活性的成分，由53个氨基酸组成，具有促进新生小鼠眼睑张开和门齿萌发的作用（Cohen，1987；Carpenter，1990）。EGF对酸和热比较稳定，能抵抗胰蛋白酶、靡蛋白酶和胃蛋白酶的消化，这对其维持结构的稳定和发挥生物学作用具有重要意义（Marti，1989）。
EGF及其家族中的其它生长因子具有两个共同的结构特征：①保留了高度保守的36～40个氨基酸残基序列，内含6个半胱氨酸形成的3个分子内环（即3个二硫键，维持生物学活性所必需）②EGF在合成过程中首先合成EGF前体蛋白分子，然后，前体通过蛋白酶解切既可以产生可溶的成熟EGF，也可以生成其它生长因子，其加工剪切的程度及生成的生长因子种类可能由细胞和组织的特异性决定（史铁蘩，2000）。在小鼠肾脏的远曲小管含有几乎和雄性颌下腺一样多的EGF前体分子，它们可通过旁分泌形式对邻近细胞发挥作用，但不能进一步加工成为成熟的EGF，提示EGF前体除了生成成熟的EGF分子外，本身可能还有其它作用（Goritz，1996）。由于EGF前体的生理意义及如何转化为成熟EGF的过程尚不清楚，因此一种组织内的EGF前体并不能反映成熟EGF的活性水平（Carpenter，1990）。EGF在体内的分布非常广泛，几乎存在于所有的体液中（史铁蘩，2000）。在动物体内，EGF在小鼠唾液、乳液和尿液中的浓度最高；在人类除乳汁和尿液外，前列腺和精液中的含量也很高（Xu，1996，1998）。EGF的分布及其mRNA在组织中的表达情况提示，这些组织既是EGF的合成场所，也是其储存的部位（Goritz，1996）。
1.2EGF的受体及作用机制
EGF的受体（EGFR）最初是从人的磷状癌细胞株（A431）中分离出来的，在研究EGF对纤维原细胞增生的促进作用时，人们使用同位素标记技术证实了EGFR及其与EGF的结合部位的存在（史铁蘩，2000）。编码EGFR的核酸序列位于染色体7p上，其初步编码表达出的EGFR为单链跨膜蛋白，含1186～1210个氨基酸残基，分子量134～135KD，该肽链片断在第11～12个天门冬氨酸残基部位进一步糖基化后，分子量增加到170KD，即成为成熟的EGFR（Gospodaro?wicz，1983）。cDNA克隆显示，人和鼠的EGFR结构大约有80％的同源性，说明EGFR在进化上具有高度的保守性（Lax，1988；Aroian，1990）。EGFR细胞外的配体结合区，即第1～622个氨基酸序列有两个特点：①该部分氨基酸序列中富含半胱氨酸（51个），可形成25个双硫键，并构成一个与EGF具有高度亲和力的结合区域（Gill，1988），这一特点与配体在细胞膜上的结合有关（Carpenter，1990）；②含有高浓度的N连接寡糖，约占此区质量的30％（Cummings，1985）。
EGFR的激活过程与其它生长因子相似（Carpenter，1990）。当EGF与其受体结合后，导致受体聚合（酪氨酸激酶被激活所必需的因素之一）并加强受体C末端至少3个酪氨酸残基（丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸）的自身磷酸化，酪氨酸激酶的磷酸化可使胞内磷脂酶C－γ（PLC－γ）和微管相关蛋白（MAP）激活（Hunter，1981；Schreiber，1983）。后者的激活可引发胞内GTPase激活蛋白（GAP）、磷脂酶－C和脂肪皮质素等胞内底物磷酸化，引起级联反应，导致许多重要的核蛋白磷酸化，从而发挥EGF的生物学作用（Schlessinger，1992；Hunter，1996）。EGFR中第721位的赖氨酸残基是细胞内ATP的结合部位，如果赖氨酸残基发生突变会导致细胞对EGF反应的消失，尽管配体与受体的结合仍表现正常（Honegger，1987）。
在EGFR激活时的信息传导过程中，主要是PLC－γ、PI－3激酶、GAP、MAP激酶和raf激酶等5种酶以底物形式参与细胞内的信息传导（Payrastre，1991；Boonstra，1995）。其中，对PLC－γ研究较多，了解的也比较深入（史铁蘩，2000）。据报道，PLC－γ能使磷酸肌醇（PI）水解生成肌醇三磷酸（IP3）和二酰基甘油（DAG）（Carpenter，1990）。前者使细胞内储存的钙释放出来，进而激活钙依赖性酶；后者则激活蛋白激酶C（PKC），在很短时间内使大多数PLC－γ分子中的酪氨酸残基被迅速磷酸化（Meisenhelder，1989）。PKC还可激活丝氨酸激酶，使PLC－γ分子中的部分丝氨酸发生磷酸化，进而诱发产生一系列生化反应（Carpenter，1990）。在体外试验中也发现，使用纯化的EGFR时，PLC－γ的磷酸化主要发生在PLC－γ1的酪氨酸残基部位，对PLC－β或δ则没有作用（Nishibe，1989）。在EGFR激活的过程中PLC－γ可能以底物的形式参与反应，其中在酪氨酸残基上发生的磷酸化具有特殊的生物学意义（Wahl，1989）。总的看来，EGF家族生长因子在与细胞膜上受体结合进而发挥其生物学作用时，尽管具体作用过程有差异，但信号传导的第一步都依赖于酪氨酸激酶的激活（Carpenter，1990）。
EGFR信号的终止要求配体－受体复合物的自身磷酸化及在溶酶体内的降解（史铁蘩，2000）。EGFR的近羧基端有4个EGFR依赖的酪氨酸自身磷酸化部位，这些区域的自身磷酸化可直接阻止EGFR的激活或使其失活（Margolis,1989）。此外，EGFR自身苏氨酸残基的磷酸化能阻止酪氨酸的磷酸化，在一定程度上也可以起到使EGFR失活的作用（Cochet，1984）。
2 EGF对胃肠道的基本生物学作用
2.1 EGF对小肠粘膜上皮细胞分化的影响
小肠粘膜上皮细胞的增殖是一个多阶段和多因素参与的精确、有序的调节过程，包括细胞生长、DNA复制和细胞分裂3个阶段（Johnson，1995）。研究表明，EGF能显著增加回肠粘膜DNA的合成与上皮细胞的增殖，调节肠细胞分化，刺激胃肠组织生长（Xu，1998），但这种作用可能受到EGF注射次数、注射剂量和动物所处的生理阶段等因素的影响（Christiane，1982）。EGF的作用包括谷氨酰胺非依赖期和谷氨酰胺依赖期两个阶段：①EGF与受体结合，激活酪氨酸激酶及其它第二信使系统，启动早期生长反应性基因的表达，使mRNA的合成量增加，这一阶段无需谷氨酰胺参与；②mRNA的合成将增值信号传出，启动细胞的总RNA和蛋白质的合成，为细胞从静止期（G0）到间歇期（G1）奠定了物质基础，如果作为核酸和蛋白质合成所需碳、氢的提供者——谷氨酰胺缺乏，必然导致DNA合成受阻，使细胞无法从G0到G1，以致细胞有丝分裂停止、无法进行分化（Ko，1993）。
2.2EGF对小肠粘膜刷状缘消化酶的影响
利用外源EGF调节粘膜刷状缘消化酶的活性，改善机体对养分的消化利用是促进初生动物生长的有效措施（Odle，1996）。研究表明，EGF对消化道的发育有重要影响，能显著增加胃、小肠和胰的重量，促进肠道粘膜上皮细胞的分化、增殖，提高新生仔猪或小鼠小肠粘膜刷状缘水解酶及胰腺消化酶的活性，加强小肠和胰腺的分泌功能，从而明显加快初生动物肠道的成熟（O’Laughlin，1985；James，1987；Xu，1996）。
EGF在发挥作用时与某些激素具有协同效应。例如，EGF与氢化可的松一起使用时，小肠粘膜刷状缘的蔗糖酶活性比单独应用EGF或氢化可的松可增加2～5倍（Charlotte，1993），与生长激素、甲状腺激素、胰岛素和生长抑素也有类似效果（Menard，1981；Martin，1984；Henning，1985；Taboada，1985）。这说明，EGF有可能是通过调节某些激素的水平来影响粘膜刷状缘水解酶活性，调控粘膜分泌功能，但这还有待研究证实。
给药方式也影响EGF的效果（Charlotte，1990）。Zijlstra（1994）发现，口服EGF能明显加快受轮状病毒损伤的肠粘膜的恢复，能有效促进小肠绒毛的生长，提高乳糖酶的活性，而且这种效果呈剂量—效应关系。给哺乳仔兔口服EGF，可以促进粘膜刷状缘寡糖酶的发育，但经腹腔注射却没有效果（O’Laughlin，1985）。在哺乳小鼠口服EGF并未引起粘膜刷状缘水解酶活性的变化，但采用皮下注射方式则可以明显提高乳糖酶活性（Oka，1983；Pollack，1987）。研究证实，口服EGF主要是提高小肠粘膜上皮细胞刷状缘的寡糖酶活性；腹腔注射则主要增加胰腺淀粉酶的活性（O’Laughlin，1985）。
不同肠段由于EGFR分布情况不同，对EGF的敏感性也有差异（Charlotte，1990；Xu，1996，1998）。Charlotte（1990）发现，注射EGF会明显降低结肠乳糖酶和氨基肽酶的活性，却并不会影响空肠乳糖酶和蔗糖酶的活性，对空肠氨基肽酶活性则有一定促进作用。此外，他在试验中还发现，EGF既能加强甲状腺激素与糖皮质激素对乳糖酶活性的抑制作用，也可增强这两种激素促进蔗糖酶活性表达的效果。这说明EGF除了通过与粘膜中的受体结合直接发挥作用外，还可能通过其它途径（如以激素为中介）影响肠道的发育（Charlotte，1990）。
2.3EGF对胃肠粘膜的细胞保护机制
胃肠道的适应性细胞保护是广泛存在于体内的自然适应现象。正常生理状态下，胃粘膜组织可不断合成和释放一些包括EGF在内的生长因子，以旁分泌或内分泌的形式发挥着各种重要作用（周吕，1990）。试验发现，EGF与细胞膜上特异性受体结合后，受体上酪氨酸激酶的激活对维持胃粘膜细胞中钙离子通道的平衡具有重要意义，提示可溶性酪氨酸激酶可能是EGF发挥长期作用的媒介（Liu，1993）。
研究表明，EGF主要通过两条途径起到保护胃肠粘膜的作用：一方面，EGF能直接抑制胃泌素和组胺对胃酸分泌的促进作用（Grupcer，1994）；另一方面也可以通过与其它胃肠因子的协同作用间接影响胃酸分泌（Konturek，1997），还能预防如阿斯匹林所诱发的急性胃粘膜损伤、醋酸或半胱胺诱发的溃疡等造成的粘膜损伤，起到细胞保护作用（Bazas，1994）。此外，EGF还可以通过保护粘膜微血管、改善微循环（Hui，1993），或者作为一种内源性保护因子等途径对胃粘膜起作用，这也是胃粘膜适应性保护机制的一种体现（Kelly，1994）。
EGF能有效维持粘膜表面粘液——HCO3－屏障的存在，避免酸和蛋白酶等破坏因素对胃肠粘膜屏障的破坏（周吕，1990）。但是，有关EGF对HCO3－分泌的影响还存在争议：一些研究表明，通过肠腔内应用或静脉注射EGF对HCO3－的分泌并无影响（Konturek，1984）；但也有不同结果，Marrota（1993）发现，给正常鼠静脉注射或滴注EGF能刺激HCO3－分泌，而且这种作用可能与EGF能促进PGE2的产生有关。
目前，有关EGF对胃酸分泌的调节机制，已在以下几个方面基本达成了共识：①EGF抑制PKC的活性，从而抑制钙依赖性的酸分泌（Wang，1996）；②激活磷酸二脂酶，增加cAMP的降解，从而抑制cAMP依赖性的酸分泌（Shaw，1987）；③增加血液中神经紧张素和生长抑素的水平，从而抑制酸的分泌；④激活鸟氨酸脱羧酶；⑤抑制壁细胞底——侧膜Cl－/K＋，从而抑制钙激活的酸分泌（Cuppoletti，1993）。
2.4早期断奶仔猪的消化生理特点及应用EGF的意义
仔猪早期断奶是提高母猪生产力的重要措施（Hampson，1986）。但仔猪由于消化道发育不成熟，消化机能尚不健全，断奶应激会造成仔猪肠道损伤，绒毛高度降低和腺窝深度增加，同时伴随粘膜上皮细胞刷状缘的水解酶（乳糖酶、蔗糖酶等）活性降低及养分吸收能力下降，这不仅严重影响仔猪对日粮养分的消化吸收，而且引起腹泻，免疫力下降，导致仔猪生长停滞或死亡，给养猪生产带来巨大损失（Kelly，2001）。
目前，众多研究均表明，乳中丰富的生长因子如EGF、IGF－Ⅰ、胰岛素等广泛参与了新生动物胃肠道的适应性调节，能明显促进幼龄动物（鼠、兔、仔猪等）消化道的发育与成熟（Jaeger，1990；Xu，1996，1998），这集中体现在其对粘膜上皮细胞分化增殖、刷状缘水解酶、受体及载体活性的有效调控和增强仔猪胃肠道抵御各种有害因素的刺激等方面表现出的良好效果。这说明在早期断奶仔猪中利用诸如EGF之类的乳源性生长因子，能够有效地弥补由于断奶母乳供应中断而造成的仔猪体内内源性生长因子的不足（Charlotte，1990）。鉴于EGF和肠道结构及功能的密切联系，在初生动物中应用所表现出的良好效果，研究利用乳源性EGF减轻断奶应激对早期断奶仔猪肠道结构和功能的不利影响，促进肠道修复时的效果；EGF在不同情况下，因日粮因素（蛋白水平、加工方式、日粮结构等）的差异造成早期断奶仔猪不同程度的肠道损伤与EGF效果之间的关系等方面的研究，具有重要的理论和实用价值。
虽然前人曾对EGF已经做过大量卓有成效的工作，但仍存在一些不足：EGF其分子水平的作用机理、活性调节以及离体试验研究等方面的报道很少；EGF对遭受应激损伤的早期断奶仔猪肠道结构和功能的修复作用方面的资料比较缺乏；在发挥作用的过程中，EGF与IGF－Ⅰ、谷氨酰胺、多胺、生长激素和胰岛素等的关系，目前尚不清楚。对这些问题作系统深入的研究在理论和实践上都有重要的意义。
