本研究通过五个试验探讨了木聚糖酶和益生菌缓解肠道炎症的作用及其机制。试验一研究了小麦基础日粮中添加木聚糖酶对产气荚膜梭菌感染的肉仔鸡生长性能和肠道健康的影响。试验采用2×2因子随机设计,选用罗斯308公雏鸡336只,分成4个处理组。产气荚膜梭菌感染显著地降低了饲料转化效率,但是添加木聚糖酶改善了饲料利用率。感染降低了部分营养物质的消化率和转运载体的表达以及肠道消化酶的活性,而添加木聚糖酶上调了这些指标。添加木聚糖酶有降低感染组肉仔鸡肠道损伤评分的趋势,并且显著地下调了感染组肉仔鸡血浆中内毒素的水平。添加木聚糖酶改善了肠道的形态结构和紧密连接蛋白的表达,并且降低了回肠的细胞凋亡指数和十二指肠IL-1β的mRNA表达。添加木聚糖酶有降低回肠微生物丰富度和多样性的趋势。研究结果表明,小麦基础日粮中添加木聚糖酶可以通过减轻气荚膜梭菌感染引起的肠道组织损伤,提高肠道的屏障功能,调节肠道消化酶的活性和养分转运载体的表达,优化肠道菌群组成,从而改善了养分的利用率,缓解了感染组肉仔鸡生产性能的下降。试验二探讨了A型产气荚膜梭菌和a-毒素诱导鸡胚原代肠道上皮细胞炎症反应的机制。产气荚膜梭菌、肽聚糖和a-毒素感染细胞3h以后均以剂量依赖的方式上调了IL-6、IL-8和iNOS的mRNA表达。基于此,分别选择三种刺激物的最高浓度进行时间效应的研究。在产气荚膜梭菌感染后1h到9h,IL-6、IL-8和iNOS的mRNA表达水平均被显著地上调,肽聚糖处理1h和3h后增加了IL-6和IL-8的表达。细菌和肽聚糖感染6h以后均诱导了NOD1的mRNA表达,只有细菌感染6 h和9 h以后增加了NF-κB p65的表达。α-毒素处理后的1h到9h均显著地上调了IL-6和IL-8的mRNA表达,α-毒素处理后的6h和9h均上调了iNOSΟTNF-α和NF-κB p65的表达。研究结果表明,产气荚膜梭菌和α-毒素感染鸡胚肠道上皮细胞均通过激活NF-κB诱导了强烈的细胞因子表达,但是识别产气荚膜梭菌肽聚糖成分的细胞受体有待于进一步研究。试验三研究了嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌对产气荚膜梭菌生长、生物膜形成和α-毒素分泌的影响,以及这两种乳杆菌对产气荚膜梭菌诱导的鸡胚原代肠道上皮细胞炎症反应是否具有缓解作用。两种乳杆菌与产气荚膜梭菌共同培养,显著地降低了产气荚膜梭菌的数量和生物膜的形成,这主要由于乳杆菌降低了菌液的pH值,并且可能分泌了某些抑菌物质。在不影响产气荚膜梭菌数量的情况下,两种乳杆菌抑制了α-毒素的分泌,且对已分泌的α-毒素具有降解作用,低pH值(5.2)的MRS肉汤也降低了α-毒素的分泌。嗜酸乳杆菌降低了产气荚膜梭菌对细胞的黏附率,但是发酵乳杆菌没有该作用。两种乳杆菌预处理细胞缓解了产气荚膜梭菌感染引起的细胞毒性增加以及促炎症细胞因子(IL-6、IL-8、iNOS、TNF-α和IL-1β)、NF-κB p65、NOD1和TLR2.2 mRNA表达的上调。研究结果表明,两种乳杆菌通过竞争营养物质、降低pH值和分泌抑菌物质等方式抑制了产气荚膜梭菌的生长及其生物膜的形成。两种乳杆菌对α-毒素分泌的抑制作用可能与降低培养基的pH值有关。它们还通过下调细胞受体和NF-κB信号通路,缓解了产气荚膜梭菌感染细胞引起的炎症反应,从而对细胞起到保护作用。试验四采用基因芯片分析技术研究了婴儿双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的分泌物预处理不成熟的胎儿肠道上皮细胞(H4细胞)对IL-1β刺激诱导的基因表达谱的影响。与对照组相比,两种益生菌分泌物处理均改变了免疫反应、凋亡和细胞存活、细胞黏附、细胞周期、发育和血管生成相关基因的表达。在IL-1β刺激下,益生菌分泌物缓解了NF-κB信号通路上相关基因的上调,并且下调了与细胞外基质重构相关的基因表达。与嗜酸乳杆菌的分泌物相比,婴儿双歧杆菌的分泌物对细胞外基质重构的基因具有更显著的调控作用,反映在其p值更低。在IL-1p刺激的H4细胞中,两种益生菌分泌物预处理显著地降低了IL-6和IL-8的产生,这与其基因表达的结果相一致。Weatern blot分析显示,益生菌分泌物处理细胞缓解了IL-1p刺激造成的细胞质中IκBα和NF-κBp65蛋白水平的下降,以及细胞核中NF-κB p65蛋白水平的升高。本研究表明,在H4细胞中,益生菌分泌物主要通过调控NF-κB信号通路和细胞外基质重构相关基因的表达来发挥抗炎作用,而且婴儿双歧杆菌比嗜酸乳杆菌的分泌物具有更显著的调控作用。试验五研究了婴儿双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的分泌物对IL-1p刺激诱导的肠道上皮屏障功能损伤的缓解作用。两种益生菌的分泌物处理细胞4h和24 h以后均以剂量依赖的方式增加了Caco-2细胞的跨膜电阻。用15%的两种益生菌分泌物预处理细胞4h有效地阻止了10ng/mL IL-1β刺激细胞24 h以后导致跨膜电阻的下降和细胞间通透性的增加。IL-1p刺激显著地下调了occludin的表达,上调了claudin-1的表达,但是益生菌分泌物预处理校正了这些蛋白的表达。益生菌分泌物和IL-1p处理H4细胞,claudin-1表达的变化同 Caco-2细胞,但是occludin的表达不同于Caco-2细胞。益生菌分泌物预处理Caco-2细胞阻止了IL-1p刺激诱导的NF-κB p65从细胞质到细胞核的转移。研究结果表明,婴儿双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的分泌物缓解了IL-1p刺激造成的肠道上皮屏障损伤,这主要是通过校正occludin和claudin-1的蛋白表达以及阻止NF-κB的激活。综上所述,小麦基础日粮中添加木聚糖酶可以改善产气荚膜梭菌感染的肉仔鸡肠道的消化、屏障和免疫功能以及回肠微生物区系,从而降低肠道损伤,提高肉仔鸡的肠道健康和生长性能。产气荚膜梭菌和α-毒素感染鸡胚肠道上皮细胞通过激活NF-κB诱导了强烈的炎症反应,但是嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌都抑制了产气荚膜梭菌的生长及其α-毒素的分泌,并且缓解了产气荚膜梭菌感染细胞造成的炎症反应和细胞损伤。婴儿双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的分泌物主要通过调控NF-κB信号通路和细胞外基质重构来发挥抗炎的作用,以及对肠道上皮屏障功能的保护作用,这些都有利于缓解坏死性小肠结肠炎中的肠道损伤。