葡萄籽原花青素提取物抵御黄曲霉毒素B1对肉仔鸡危害的作用及机制

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黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)是对人类和动物健康危害最大的霉菌毒素之一。饲料和饲料原料受AFB1污染事件频繁发生,对人类健康和畜禽养殖业带来极大的危害。AFB1对哺乳动物和家禽具有肝毒性、致癌、免疫抑制、致畸等有害作用。国际癌症研究机构(IARC)将AFB1列为人类一级致癌物,且没有安全剂量。因此,为了避免AFB1造成的经济损失和保护人畜健康,有必要采用经济有效的方法来减轻AFB1的毒害。应用草本植物提取物,以提高家禽的生产性能和降低疾病风险是一种行之有效的方法。葡萄籽原花青素提取物(Grape seed proanthocyanidins extract,GSPE)是一种天然抗氧化剂,可清除氧自由基,具有广泛的生物活性和治疗作用,包括抗癌、抗炎、抗凋亡、抗诱变和神经保护等作用。本研究旨在探讨通过使用GSPE来缓解AFB1对肉鸡的毒性作用的效果。本研究分三个试验进行。1.GSPE对AFB1中毒肉鸡的生长性能、免疫功能、抗氧化能力及黄曲霉毒素残留的缓解作用本试验旨在研究GSPE对AFB1中毒肉鸡的解毒作用。300只1日龄科宝肉仔鸡随机分为5个处理组,每个处理6个重复,每个重复10只鸡。具体分组如下:1)基础日粮(对照组);2)基础日粮+1 mg/kg AFB1(AFB1);3)基础日粮+GSPE 250 mg/kg(GSPE 250 mg/kg);4)基础日粮+AFB1(1 mg/kg)+GSPE250 mg/kg(AFB1+GSPE 250 mg/kg);5)基础日粮+AFB1(1 mg/kg)+GSPE500 mg/kg(AFB1+GSPE 500 mg/kg)。自由采食,饲喂期4周。试验结果:与对照组相比,AFB1暴露显著降低了肉鸡的生长性能和血清免疫球蛋白(IgA、IgG和IgM)含量,并对血清中的丙氨酸转氨酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、碱性磷酸酶(ALP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLU)和总蛋白(TP)等含量产生了不良影响。AFB1暴露造成了肝脏病理学损伤,表现为肝组织与门静脉间质纤维化、水肿变性、脂肪变性和胆管增生。AFB1显著增加肝脏和血清中丙二醛(MDA)的含量,降低总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽S转移酶(GST)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和谷胱甘肽(GSH)浓度。而添加GSPE(250 and 500 mg/kg)显著提高了肉鸡生长性能、血清免疫球蛋白含量,并缓解了AFB1暴露引发的可表征肝损伤的血液生化指标和肝脏的病理学损伤。添加GSPE(250和500 mg/kg)可显著降低丙二醛含量,并提高抗氧化酶(T-SOD、CAT、GSH-Px、GST、GR和GSH)的活性。此外,将GSPE(250 mg/kg和500mg/kg)能使AFB1在肝脏中的残留量分别下降51%和42%,结果表明:日粮中添加GSPE对肉仔鸡AFB1中毒具有缓解作用。2.GSPE调节肉仔鸡NF-κB和Nrf2信号通路以减轻AFB1诱导的免疫毒性和氧化应激本试验针对NF-κB和Nrf2信号通路来研究GSPE缓解AFB1对肉仔鸡的免疫毒性及氧化应激的分子机制。对于该实验,所有样品均取自第一个实验。试验结果表明,与对照组比,AFB1中毒处理导致血清炎性细胞因子、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(IFN-γ)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白介素10(IL-10)和白介素6(IL-6)均显著增加(P<0.05);同时,脾脏中这些炎症细胞因子(TNF-α,IFN-γ,IL-1β和IL-6)的mRNA表达均显著增加。Western blotting结果表明,AFB1暴露显著促进了核因子kappa B(p65)的磷酸化和IκBα蛋白的降解。此外,AFB1暴露显著抑制了Nfr2的mRNA水平及其蛋白表达。Nfr2的下游相关基因的mRNA表达,包括血红素加氧酶-1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶1(GPx1)、醌氧化还原酶1(NQO1)和谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化(GCLC),均显著下调(P<0.05)。与AFB1中毒组相比,GSPE的添加显著降低了血清炎症细胞因子的水平(TNF-α,IFN-γ,IL-1β,IL-10,和IL-6)。脾脏中这些炎症细胞因子(TNF-α,IFN-γ,IL-1β和IL-6)的mRNA表达均被显著抑制。而且GSPE使核因子kappa B(p65)的磷酸化和IκBα蛋白的降解恢复到正常水平。GSPE增加了Nfr2及其下游基因(HO-1,GPx1,NQO1和GCLC)的mRNA水平及蛋白含量的表达,缓解了AFB1处理造成的氧化应激。然而,与AFB1处理组相比,GCLC蛋白的表达也存在差异。以上试验结果表明,GSPE通过抑制肉仔鸡NF-κB和Nrf2信号通路以减轻AFB1诱导的免疫毒性和氧化应激。3.GSPE通过线粒体途径缓解由AFB1诱导的肉鸡脾脏和法氏囊组织病理损伤、氧化应激和线粒体凋亡本研究旨在探讨GSPE对AFB1诱导的肉鸡脾脏和法氏囊组织病理学变化、氧化损伤和凋亡的缓解作用。对于该实验,所有样品均取自第一个实验。试验结果表明,与对照组相比,AFB1处理组的脾脏和法氏囊T-SOD、CAT、GSH-Px和GST的抗氧化酶活性均显著降低(P<0.05),而脂质过氧化(LPO)明显升高,说明AFB1引发了氧化应激。同时,AFB1暴露显著降低了抗氧化基因(SOD,GST CAT,and GPx1)的表达。而且,病理学结果显示AFB1加剧了肉鸡脾脏中淋巴细胞的损耗。AFB1处理组的法氏囊出现细胞凋亡。AFB1处理组的免疫器官出现线粒体凋亡。线粒体凋亡相关的基因中,B细胞淋巴瘤2关联X蛋白(Bax)、caspase-3、caspase-9及肿瘤蛋白p53(p53)基因表达上调,而B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)表达下调。Bax、Bcl-2、p53和caspase-3蛋白的表达水平与其基因一致。AFB1处理组免疫器官中Bax、p53和caspase-3表达上调,但Bcl-2蛋白表达下调。GSPE通过抑制抗氧化酶活性(T-SOD、CAT、GSH-Px和GST)脂质过氧化和增加来缓解AFB1中毒引起的脾脏和法氏囊氧化应激。与AFB1处理组对比,GSPE显著增加抗氧化基因(SOD、GST、CAT和GPx1)的表达。GSPE改善AFB1引起的脾脏和法氏囊的组织学损伤。脾脏和法氏囊的组织病理学结果表明GSPE减轻AFB1毒性的作用。而且GSPE改善了AFB1引起的线粒体凋亡基因表达的毒性作用(Bax,Bcl-2,p53 and caspase-3)。综上所诉,GSPE可降低肉鸡脂质过氧化和增加抗氧化能力,缓解由AFB1引起的氧化应激。并且通过线粒体途径,GSPE改善AFB1引起的脾脏和法氏囊细胞的病理性凋亡。综合上述试验结果,本研究得出以下结论:1)AFB1暴露降低了肉鸡的生长性能、抗氧化能力和免疫功能,同时还会造成肝脏损伤。日粮中添加葡萄籽原花青素对AFB1造成的黄曲霉毒素中毒病具有良好的缓解作用。葡萄籽原花青素可以通过增强机体的抗氧化能力改善生长性能、血液生化特性、免疫功能,缓解AFB1造成的肉鸡肝脏损伤。2)AFB1暴露会引起肉鸡炎症反应、免疫损伤和氧化损伤。葡萄籽原花青素能够通过调节促炎性细胞因子的分泌而缓解炎症反应,并且可以通过抑制NF-κB表达从而缓解AFB1造成的免疫损伤。此外,葡萄籽原花青素通过激活Nrf2信号通路缓解AFB1造成的氧化损伤。3)AFB1对肉鸡的脾脏和法氏囊具有明显的毒性。AFB1暴露可造成免疫器官组织病理学病变,通过增强脂质过氧化和抑制抗氧化相关酶活性及其mRNA的表达引起氧化应激,并通过诱导肉鸡免疫器官中线粒体功能障碍造成过度凋亡。日粮中添加葡萄籽原花青素可通过降低脂质过氧化和增强抗氧化相关酶活性及其mRNA的表达缓解AFB1造成的免疫器官组织病理学病变和氧化损伤,通过调节线粒体介导的细胞凋亡通路缓解AFB1造成的过度凋亡。
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