论文部分内容阅读
肠道炎症作为畜禽生产中最为常见的疾病之一,不仅危害动物健康、降低动物福利,损害养殖业者的经济利益,还对环境保护工作造成巨大的压力。产肠毒素性大肠杆菌（ETEC）是仔猪肠道炎症的主要诱因之一。壳寡糖（COS）具有抗菌、抗氧化、抗炎和神经保护等重要生理活性,在畜禽生产方面可发挥提高生长性能、改善动物肠道健康、提高机体免疫和抗氧化性能等作用,具有“替抗”饲料添加剂开发潜力。本试验旨在研究饲粮补充COS对ETEC致仔猪肠道炎症在生产性能、血常规、肠道形态结构、肠道微生物、Th17/Treg相关的免疫信号通路IL-6/JAK/STAT3和TGF-β1/STAT5/FOXP3的影响。本试验采用2×2析因设计,主因子分别为壳寡糖（饲粮中添加或不添加壳寡糖）和攻毒（不攻毒或使用ETEC攻毒）。选用健康、胎次相近、体重6.72±0.40 kg的28日龄杜×长×大三元杂交断奶公猪32头,随机分为4个处理,每个处理8个重复,每个重复1头猪:（1）CON组,饲喂基础日粮并灌服10 m L液体培养基;（2）ETEC组,饲喂基础日粮并灌服10 m L 1.0×10~9CFU/m L的ETEC菌液;（3）COS组,饲喂500 mg/kg的COS日粮并灌服10 m L液体培养基;（4）COS*ETEC组,饲喂500 mg/kg的COS日粮并灌服10 m L 1.0×10~9CFU/m L的ETEC菌液。研究结果如下:（1）仔猪生产性能及血常规:ETEC攻毒显著降低仔猪ADG、肾脏指数和脾脏指数（P＜0.01）,显著提高了仔猪F/G、腹泻频率及腹泻指数（P＜0.05）,COS显著提高了仔猪ADG、ADFI、肾脏指数和脾脏指数（P＜0.05）,显著降低了仔猪F/G和外周血中性粒细胞百分比（P＜0.05）,有降低仔猪外周血中性粒细胞绝对值的趋势（P=0.060）,COS可以降低ETEC攻毒仔猪的料肉比（P＜0.05）;ETEC攻毒提高了仔猪外周血中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和HGB（P＜0.05）,降低了仔猪外周血中性粒细胞绝对值、嗜酸性粒细胞绝对值和中性粒细胞百分比（P＜0.05）,COS对ETEC攻毒造成的仔猪外周血中性粒细胞绝对值和中性粒细胞百分比的提高具有缓解作用（P＜0.05）。结果说明,ETEC引发了仔猪肠道炎症,降低了仔猪生产性能和脏器指数,导致外周血炎性细胞浸润;COS有利于改善仔猪的生长性能、脏器指数和血常规指标;COS可以减轻ETEC攻毒对仔猪生长性能和血常规指标的不利影响。（2）肠道形态结构与肠道菌群:在肠道形态方面,ETEC攻毒提高了仔猪隐窝深度和仔猪回肠病理学损伤评分（P＜0.05）,COS提高了仔猪的绒毛高度和绒隐比（P＜0.05）,COS对ETEC造成的隐窝深度和仔猪回肠病理学损伤评分的提高无显著交互作用（P＞0.05）;在肠道菌群方面,ETEC攻毒极显著地提高了仔猪隐窝深度和仔猪回肠病理学损伤评分（P＜0.01）,有降低链杆菌属（P=0.082）和瘤胃球菌科UCG-002菌属（P=0.069）丰度的趋势,COS显著提高了Chao1、Shannon指数、Observed OTUs、拟杆菌门丰度、普雷沃氏菌属丰度（P＜0.05）,显著降低了厚壁菌门、乳酸菌属、链球菌属、Muribaculaceae＿unclassified和厌氧弧菌属丰度（P≤0.05）,有提高普雷沃氏菌科＿9菌属（P=0.086）、拟普雷沃氏菌属（P=0.094）和考拉杆菌属（P=0.091）丰度的趋势,COS抑制了ETEC攻毒造成的仔猪链球菌属丰度的提高（P＜0.05）。结果说明,ETEC攻毒诱发仔猪肠道炎症,恶化了仔猪肠道形态和肠道菌群结构,COS可以有效促进肠绒毛发育,提高仔猪肠道菌群物种多样性和有益菌群丰度,抑制了仔猪肠道致病菌的增殖,COS对肠道炎症仔猪致病菌群丰度的提高具有抑制作用。（3）Th17/Treg相关的免疫信号通路:肠道免疫方面,ETEC显著提高了仔猪肠道黏膜IL-6、IL-21、STAT3和RORc m RNA相对表达丰度（P＜0.05）,显著降低了仔猪肠道黏膜IL-10和FOXP3 m RNA相对表达丰度（P＜0.05）,COS显著降低了仔猪肠道黏膜IL-10、STAT3和FOXP3 m RNA相对表达丰度（P＜0.05）,具有降低仔猪肠道黏膜TGF-β（P=0.080）、STAT3（P=0.091）和STAT5（P=0.061）m RNA相对表达丰度的趋势,COS抑制了ETEC攻毒造成的仔猪回肠黏膜STAT3 m RNA相对表达丰度的提高（P＜0.05）;血清炎性因子蛋白表达方面,COS单独添加和ETEC攻毒对IL-1β、IL-6、IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22和TGF-β1的蛋白表达均无显著影响（P＞0.05）,二者对细胞因子的蛋白表达没有产生显著交互效应（P＞0.05）。结果说明,肠道炎症激活了仔猪肠道粘膜中的IL-6/JAK/STAT3信号通路,抑制了TGF-β1/STAT5/FOXP3信号通路,促进了Th17细胞的分化及其对促炎因子的分泌,阻碍了Treg细胞的分化及其对抑炎细胞因子的分泌;非炎症条件下,COS抑制了仔猪肠道黏膜IL-6/JAK/STAT3和TGF-β1/STAT5/FOXP3信号通路的激活;COS主要通过IL-6/JAK/STAT3信号通路对肠道炎症仔猪回肠黏膜产生保护作用。综上所述,本研究表明,ETEC攻毒使仔猪产生了腹泻和炎症反应,大肠杆菌性仔猪肠道炎症模型构建成功;COS可以提高仔猪生长性能,缓解仔猪外周血炎性细胞浸润,促进肠道发育,优化仔猪肠道菌群结构;COS对ETEC攻毒诱导的肠道炎症仔猪在生长性能、血常规指标、肠道微生物稳态及Th17/Treg细胞失衡方面具有保护作用。