嗜酸乳杆菌影响肉鸡肝脏糖脂代谢的研究

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益生菌具有提高机体免疫力、预防和治疗疾病以及促进生长的功能,在畜禽养殖中得到广泛应用。嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus,LA)是乳杆菌属的一种,具有提高肉仔鸡肠道免疫水平、增强胃肠道消化、促进生长发育的功效。而肝脏是机体代谢的核心器官和评估益生菌浓度的靶器官,目前关于LA调控肝脏糖脂代谢影响肝脏生理功能等方面鲜有报道,LA调控肉鸡肝脏糖脂转化的机制尚不清楚,本试验在肉鸡标准日粮的基础上添加不同剂量LA,探索LA影响肝脏糖脂转化的规律,为LA调控肉鸡糖脂代谢机制研究提供试验数据和在生产实践中的应用提供理论依据和生产实践数据。本研究内容及结果如下:1、选用60000羽1日龄(Day,d)白羽肉鸡,随机分为3组,对照组(Control group,CON),试验组 1(Experimental group 1,EXP 1,1‰ LA),和试验组 2(Experimental group 2,EXP2,1.5‰LA),每组8个重复,每个重复2500羽,分别于20 d和40 d,称重,屠宰,采样,结果显示:与CON组相比,20 d EXP2组体重显著下降(P<0.05),40 d试验组肝重和肝体比均极显著升高(P<0.01);血清中,20 d EXP1组丙氨酸转氨酶(ALT),EXP2组甘油三酯(TG)及ALT均显著或极显著升高(P<0.05,P<0.01),40 d时EXP1、EXP2组TG及EXP2组血糖均显著或极显著升高(P<0.05,P<0.01),而EXP1组天冬氨酸转氨酶(AST)及EXP1、EXP2组胆碱酯酶(CHE)均显著或极显著降低(P<0.05,P<0.01);20 d EXP1组肝糖原含量显著增加(P<0.05),40 d试验组均极显著增加(P<0.001),并且呈剂量依赖性极显著增加(P<0.01);H&E染色结果显示,20 d和40 d试验组肉鸡肝脏均出现空泡。2、对40 d肉鸡肝脏进行蛋白组学分析,将筛选出的差异表达蛋白进行GO与KEGG富集分析,结果如下:与CON相比,EXP1组肉鸡肝脏表达上调蛋白388个,下调蛋白228个,在201个通路中显著富集,其中营养物质代谢途径占比56.7%;EXP2组表达上调蛋白240个,下调蛋白194个,在203个通路中富集,营养物质代谢途径占比60.1%。糖脂代谢途径中差异蛋白的倍数变化结果显示,LA上调了脂肪酸合成途径和糖酵解途径的关键蛋白,下调了脂肪酸降解途径、脂肪酸转运途径、糖异生途径的关键蛋白。3、根据上述结果,本试验进一步检测了 LA对肉鸡肝脏糖脂代谢相关基因及相关转化调控因子mRNA、蛋白的影响,结果发现:(1)LA对肝脏脂代谢的影响:与CON组相比,①脂肪合成途径中,20 d和40 d试验组ATP-柠檬酸裂解酶(Acly)水平极显著升高,且40 d EXP2组ACLY水平也极显著上调(P<0.01);②脂肪酸β氧化途径中肉碱棕榈酰转移酶1(Cpt1)在40 d呈极显著下降,(P<0.01);③脂肪酸转运途径中的EXP1组脂肪酸结合蛋白4(Fabp4)在20 d被显著上调,40 d被显著下调(P<0.05);微粒体甘油三酯转运蛋白(Mttp)在20 d和40 d试验组均被显著或极显著上调(P<0.05,P<0.01,P<0.001)。(2)LA对肝脏糖代谢的影响:与CON组相比,①糖异生途径中20 d EXP1组丙酮酸羧化酶(Pc)显著升高(P<0.05);40 d试验组Pc、胞质型磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1(Pck1)、6-双磷酸酶1(Fbp1)显著或极显著下降(P<0.05、P<0.01,P<0.001),并且EXP2组PC和PCK1表达也显著或极显著下降(P<0.05,P<0.01);试验组PCK1酶活性显著或极显著降低(P<0.05,P<0.01),EXP2组FBP1酶活性也极显著下降(P<0.01)②糖原代谢途径中葡萄糖转运蛋白体2(Glut2)在20 d和40 d的EXP1组中被显著或极显著上调(P<0.05,P<0.001),在40 d EXP2组中被显著上调(P<0.05);③糖的无氧酵解途径中,20 d试验组的磷酸果糖激酶-肝脏型(Pfk-l)、EXP2组的丙酮酸激酶(Pkm)被显著或极显著上调(P<0.05,P<0.01,P<0.001);40 d试验组Pkm被显著或极显著上调(P<0.05,P<0.01);④三羧酸(TCA)循环中,20 d和40 d试验组柠檬酸合酶(Cs)均被显著或极显著上调(P<0.05,P<0.01);EXP2组Sdh在20 d显著上调(P<0.05),在40 d极显著下调(P<0.01);40 d试验组CS酶活性显著或极显著升高(P<0.05,P<0.01),EXP1组SDH酶活性显著下降(P<0.05)。(3)LA对肝脏糖脂代谢相关转化调控因子的影响:①脂代谢关键调控因子中20 d试验组甾醇调节元件结合蛋白1c(Srebp1c)、过氧化物酶体增殖物激活受体α(Pparα)和视黄醇X受体α(Rxrα)和40 d Srebp1c均显著或极显著增加(P<0.05,P<0.01);②糖异生相关调控基因中,40 d EXP2组的信号转导核转录激活因子3(Stat3)和试验组叉头盒转录因子O1(Foxo1)均呈显著或极显著下降(P<0.05,P<0.01),且试验组FOXO1极显著降低(P<0.01),③与糖、脂代谢密切关联的调控因子中脂肪量和肥胖相关蛋白(Fto)在20 d和40 d呈显著或极显著升高(P<0.05,P<0.01),但40 d FTO的水平呈极显著下降(P<0.01)。以上结果表明,20 d肝脏脂肪酸运输能力增强,可能通过促进糖原分解激活了葡萄糖酵解途径,进而加强TCA循环,促进肉鸡的生长,维持糖脂代谢的动态平衡;40 d时,LA促进了脂肪酸的合成,抑制脂肪酸的肝外运输与氧化分解,通过促进肝糖原代谢,抑制糖异生途径,通过增加CS酶活性和ACLY的表达促进脂肪酸合成。综上所述:饲喂LA促进20 d肉鸡肝脏糖脂代谢,增加营养物质利用率,随着饲喂时间的延长,LA反而促进了 40 d肉鸡肝脏葡萄糖向脂质的转变。
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