DON对仔猪肠道健康的影响及白藜芦醇缓解作用的研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxin_vb
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脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)又称呕吐毒素,是饲料原料中污染最为严重的霉菌毒素,对养猪生产造成极大困扰。白藜芦醇(Resveratrol,RES)作为植物提取多酚类化合物,具有抗氧化、抗炎症及抗菌等生物活性。RES是否能够缓解DON诱导的仔猪机体损伤,目前尚未见报道。因此,本试验利用断奶仔猪及仔猪肠上皮细胞系IPEC-J2模型,分别在体内及体外研究RES对DON诱导的仔猪肠道损伤的影响及相关作用机制。试验分为以下四个部分:试验一:研究添加RES对DON污染饲粮诱导的仔猪生长性能及肠道屏障功能的影响。试验通过接种禾谷镰刀菌培养霉变玉米并配制成DON浓度为3.79 mg/kg污染饲粮,并选用64头21日龄断奶仔猪,随机分为4个处理组:Control组、DON组、RES组、DON+RES组,每个处理8个重复栏,每栏2头仔猪。分别饲喂:基础饲粮、DON污染饲粮、基础饲粮+300 mg/kg RES、DON污染饲粮+300 mg/kg RES,试验周期28天。结果表明:(1)饲喂DON污染饲粮显著降低了仔猪ADG及ADFI,并提高F/G(P<0.05);DON污染饲粮中添加RES有效提高了仔猪ADG并降低F/G(P<0.05)。(2)饲喂DON污染饲粮可引起仔猪肝脏及脾脏局部病变,组织形态异常,且显著增加仔猪小肠隐窝深度,降低绒毛高度及绒毛高度与隐窝深度比值;而DON污染饲粮中添加RES则可有效缓解DON导致的肝脏、脾脏及小肠组织形态损伤。(3)DON污染饲粮中添加RES有效缓解了DON诱导的仔猪血浆中DAO、D-乳酸含量升高(P<0.05);并显著提高空肠黏膜紧密连接蛋白(ZO-1、Occludin、Claudin-1等)基因及蛋白表达水平;透射电镜检查发现,添加RES明显改善DON诱导的仔猪空肠上皮细胞间紧密连接结构破坏及细胞内线粒体损伤。综上,DON污染饲粮中添加RES有效缓解了DON诱导的仔猪生长性能下降,肝脏及脾脏损伤,肠道形态及屏障功能破坏。试验二:研究添加RES对DON污染饲粮诱导的仔猪肠道氧化水平的影响,试验设计同试验一,结果如下:(1)饲喂DON污染饲粮导致仔猪血浆、肝脏、空肠及回肠黏膜中脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量升高,同时抗氧化相关酶(T-SOD、GSH、T-AOC等)活性下降;与DON组相比,污染饲粮中添加RES则可有效降低仔猪机体氧化应激水平,并提高抗氧化酶活性,降低MDA含量。(2)饲喂DON污染饲粮抑制仔猪空肠黏膜Nrf2蛋白核位移水平,降低下游抗氧化相关酶(SOD1、GCLC、GCLM等)基因及蛋白表达;与DON组相比,污染饲粮中添加RES可显著提高仔猪空肠黏膜Nrf2信号通路活性及下游抗氧化酶基因及蛋白表达。(3)与DON组相比,污染饲粮中添加RES则可有效缓解DON诱导的仔猪空肠黏膜上皮细胞TUNEL阳性率升高(P<0.05)。(4)与DON组相比,污染饲粮中添加RES可有效抑制仔猪空肠黏膜线粒体cyt-c释放及促凋亡蛋白Bax表达与caspase-3活化,并提高抗凋亡蛋白Bcl-2表达。综上,DON污染饲粮中添加RES显著提高了仔猪抗氧化能力,并缓解DON诱导的肠道氧化应激及细胞凋亡。试验三:研究添加RES对DON污染饲粮诱导的仔猪肠道黏膜免疫的影响,试验设计同试验一,结果如下:(1)DON污染饲粮中添加RES可有效抑制DON诱导的仔猪空肠绒毛杯状细胞数量下降(P<0.05)。(2)饲喂DON污染饲粮提高了仔猪血浆及肠黏膜中促炎因子(IL-1β、IL-6、TNF-α等)基因表达及蛋白含量;与DON组相比,污染饲粮中添加RES则可有效降低仔猪血浆及肠黏膜炎症反应水平。(3)DON污染饲粮中添加RES有效缓解了DON诱导的仔猪肠黏膜抗菌肽及黏蛋白(p BD-1、p BD-2、MUC-2等)基因m RNA表达水平降低。(4)DON污染饲粮中添加RES可有效缓解DON诱导的仔猪空肠黏膜黏蛋白MUC-2、分泌型免疫球蛋白A(s Ig A)含量降低(P<0.05)。综上,在DON污染饲粮中添加RES有效缓解了DON诱导的仔猪肠黏膜炎症反应,并提高肠黏膜先天免疫功能。试验四:研究RES预处理对DON介导的仔猪肠上皮细胞(IPEC-J2)损伤的影响及作用机制。试验用15μmol/L的RES预处理细胞24 h后,再添加0.5μg/m L的DON处理细胞24 h,试验分组为Control组、RES组、DON组、RES+DON组。结果发现:(1)与DON组相比,RES预处理则能够有效缓解DON诱导的细胞活率及Ed U增殖率降低,细胞周期G0/G1期停滞,并提高细胞线粒体膜电位水平,降低细胞内ROS含量及细胞凋亡率。另外,与DON组相比,RES预处理提高了细胞核内Nrf2蛋白含量及下游SOD1、GCLC及GCLM基因m RNA表达水平。(2)与DON组相比,RES预处理有效提高了细胞SOD1、GCLC及GCLM蛋白表达,并显著抑制DON诱导的细胞内ROS增加、细胞凋亡率升高及细胞存活率下降(P<0.05),而Nrf2 si RNA干扰则抑制了RES预处理对DON诱导细胞的保护作用。(3)与DON组相比,RES预处理有效抑制了线粒体cyt-c释放、Bax表达及caspase-3蛋白活化,提高Bcl-2表达(P<0.05);而Nrf2 si RNA干扰则抑制了RES预处理对DON诱导细胞凋亡蛋白表达的影响。综上,RES预处理可通过激活IPEC-J2细胞内Nrf2信号通路,增强细胞抗氧化能力,从而缓解DON诱导的细胞氧化损伤及细胞凋亡。以上结果表明,饲粮中DON污染会导致仔猪生长性能下降,肠道屏障功能受损,并产生氧化应激及上皮细胞凋亡,同时,肠黏膜先天免疫功能下降并发生炎症反应。饲粮中添加RES则可有效缓解DON诱导的仔猪生长性能下降及肠道健康损伤,其主要作用机制是通过激活细胞Nrf2抗氧化信号通路,提高肠道抗氧化能力,降低氧化应激水平及肠道损伤,并维持肠黏膜免疫平衡。
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