槲皮素调节肉鸡脂质代谢的信号转导机制

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试验挑选480只体况正常且体重无明显差异的1日龄AA肉鸡雏(公母各半),随机分成4组,每组6重复,每个重复20只。4组分别为对照组和3个试验组,分别饲喂基础饲粮添加0.00%、0.02%、0.04%、0.06%槲皮素的试验饲粮,试验期42天。本试验通过对生长性能、屠宰性能、肉品质、血液指标和肠道粘膜RNA-seq测序分析以及腺苷酸活化蛋白激酶/过氧化物酶体增殖物激活受体(Adenosine monophosphate activated protein kinase/Peroxisome proliferators activated receptor,AMPK/PPAR)信号通路相关基因表达测定,研究槲皮素调节脂质代谢的作用及信号转导机制。槲皮素对AA肉鸡生长性能的影响:0.02%、0.04%和0.06%槲皮素组与对照组相比,平均日采食量、平均日增重、料重比差异均不显著(P>0.05)。槲皮素对AA肉鸡屠宰性能的影响:0.02%槲皮素组与对照组相比,胸肌率极显著降低(P<0.01)。0.06%槲皮素组与对照组相比,腹脂率显著降低(P<0.05),其它指标均无显著差异(P>0.05)。槲皮素对AA肉鸡肉品质的影响:与对照组相比,0.06%槲皮素组胸肌p H45min极显著增加(P<0.01);0.04%和0.06%槲皮素组腿肌p H45min均显著增加(P<0.05,P<0.01),且0.06%槲皮素组腿肌p H45min值最高;0.04%和0.06%槲皮素组腿肌L*值均显著增加(P<0.05);0.02%和0.04%槲皮素组胸肌剪切力均显著降低(P<0.05,P<0.01),而0.04%槲皮素组腿肌剪切力显著降低(P<0.05);0.04%和0.06%槲皮素组腿肌滴水损失均显著降低(P<0.05)。0.06%槲皮素组鸡肉颜色和嫩度均显著增加(P<0.01,P<0.05),并且颜色和嫩度随着槲皮素添加量的增加而增加;0.04%和0.06%槲皮素组鸡肉多汁性极显著增加(P<0.01),且0.06%槲皮素组鸡肉颜色、嫩度和多汁性评分最高。其他指标均无显著差异(P>0.05)。槲皮素对AA肉鸡血脂和脂质代谢相关激素的影响:与对照组相比,0.04%和0.06%槲皮素组血清甘油三酯(Triglyceride,TG)、总胆固醇(Total cholesterol,TC)和低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein-cholesterol,LDL-C)含量均显著降低(P<0.01,P<0.01,P<0.05),且0.06%槲皮素组血清TG、TC和LDL-C含量最低;然而,血清高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein-cholesterol,HDL-C)含量差异不显著(P>0.05);0.04%和0.06%槲皮素极显著增加血清脂联素(Adiponectin,ADPN)和瘦素(Leptin,LEP)含量(P<0.01),且0.06%槲皮素组ADPN和LEP含量最高。槲皮素对AA肉鸡回肠粘膜脂质代谢的影响:京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析结果表明,与对照组相比,0.02%槲皮素组有显著差异的差异基因富集信号通路包括甘油磷脂代谢(P<0.01)、AMPK信号通路(P<0.01)、胆固醇代谢(P<0.01)、类固醇激素生物合成(P<0.01)、胰岛素抵抗(P<0.05)、胆汁分泌(P<0.01)和代谢途径(P<0.05);0.04%槲皮素组有显著差异的差异基因富集信号通路包括胆固醇代谢(P<0.01)、胰岛素抵抗(P<0.05)和脂肪酸代谢(P<0.05);0.06%槲皮素组有显著差异的差异基因富集信号通路包括脂肪消化和吸收(P<0.01)、甘油磷脂代谢(P<0.01)、脂肪酸降解(P<0.05)、代谢途径(P<0.05)和醚脂代谢(P<0.05)。为验证RNA-seq分析结果的正确性,使用RT-q PCR检测结果和RNA-seq数据显示选择的绝大多数基因的表达模式相似,这表明本转录组测序中基因检测和表达丰度的结果是高度准确的。槲皮素对AA肉鸡AMPK/PPAR信号通路的影响:与对照组相比,0.02%槲皮素组肝脏磷脂酰肌醇-3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)、AMPKα1、AMPKα2和AMPKβ2m RNA表达均显著增加(P<0.01,P<0.01,P<0.05,P<0.05),0.04%槲皮素组肝脏蛋白激酶B(Protein Kinase B,PKB/AKT)m RNA表达极显著增加(P<0.01);0.06%槲皮素组肝脏肝关键酶B1(Liver kinase B1,LKB1)、肉碱棕榈酰转移酶1(Carnitine Palmitoyl,CPT1)、PPARα和AMPKγm RNA表达均显著增加(P<0.01,P<0.01,P<0.05,P<0.01);0.04%和0.06%槲皮素组肝脏Apo A1 m RNA表达均显著提高(P<0.05),且0.06%槲皮素组肝脏Apo A1表达最高;0.04%和0.06%槲皮素组肝脏乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl COA carboxylase,ACC)和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutary Co A reductase,HMGR)m RNA表达均显著降低(P<0.05,P<0.05,P<0.01,P<0.01),0.02%、0.04%和0.06%槲皮素组肝脏PPARγ和固醇类调节元件结合蛋白(Sterol regulatory element-binding proteins,SREBP1)m RNA表达显著降低(P<0.05,P<0.01,P<0.01;P<0.01),且当槲皮素水平达到0.06%时,肝脏PPARγ和SREBP1 m RNA表达最低。0.04%和0.06%槲皮素组胸肌PKB和AMPKα1 m RNA表达均显著增加(P<0.05),且当槲皮素水平达到0.06%时,胸肌PKB和AMPKα1 m RNA表达最高;0.06%槲皮素组胸肌CPT1和PPARγm RNA表达水平显著增加(P<0.05,P<0.01);0.06%槲皮素组胸肌HMGR和SREBP1 m RNA表达均显著降低(P<0.05);0.02%、0.04%和0.06%水平槲皮素组胸肌L-FABP m RNA表达均显著降低(P<0.05,P<0.01,P<0.01)。与对照组相比,0.02%槲皮素组肝脏AMPK、PI3K、PKB和CPT1蛋白表达均显著提高(P<0.01,P<0.05,P<0.05,P<0.01);0.06%槲皮素组肝脏LKB1、PI3K、PKB和CPT1蛋白表达均极显著增加(P<0.01);0.02%和0.06%槲皮素组肝脏SREBP1和ACC蛋白表达均极显著降低(P<0.01)。其他基因m RNA表达差异均不显著(P>0.05)。综上所述,槲皮素可以通过影响脂肪消化和吸收、甘油磷脂代谢、脂肪酸降解、代谢途径、醚脂代谢、胆固醇代谢、胰岛素抵抗、脂肪酸代谢、甘油磷脂代谢、AMPK信号通路、类固醇激素生物合成、胆汁分泌信号通路来调节脂质代谢,进而降低腹脂率、改善肉品质,其中AMPK/PPAR信号通路是最主要的信号通路之一,槲皮素在肝脏通过LKB1-AMPKγ-PPARα信号通路增加脂质氧化分解,加强脂质从肝脏中转出,减少脂肪沉积;在胸肌通过PI3K-PKB-AMPKα1-PPARγ信号通路增加脂质氧化分解,降低脂质向胸肌中转运,减少脂肪沉积,并存在组织特异性。且最适添加量是0.06%。
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