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甘草多糖(glycyrrhizapolysaccharide,GCP)作为甘草活性成分之一,具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、凋亡、抗菌、抗炎、调节肠道菌群等多种生物学活性。前期研究发现甘草多糖可有效提升哺乳仔猪的生产性能,对断奶仔猪的生产性能的研究鲜见报道。因此,本文在饲粮中添加不同质量的甘草多糖,研究甘草多糖对断奶仔猪生长性能、血液生理生化指标、肠道内环境及黏膜免疫的影响;同时,利用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导猪肠道上皮细胞(IPEC-J2)建立体外应激炎性损伤细胞模型,探究甘草多糖的保护作用及其分子机制,揭示甘草多糖调控肠道免疫反应的机制,为临床应用甘草多糖提供科学依据。一、甘草多糖对断奶仔猪生长性能、血液生理生化指标的影响选用体重接近、健康状况良好的35日龄“长白×大白”二元杂交断奶仔猪300头,随机分5组,每组6个重复,每个重复10头,公母各半。对照组饲喂基础饲粮,试验组分别在基础饲粮中添加500、1000、2000和5000mg/kg的甘草多糖,试验期21 d。结果表明,与对照组相比,①饲粮中添加1000mg/kg和2000mg/kg甘草多糖显著提高了断奶仔猪的平均日增重(ADG)(P<0.05),添加500mg/kg、1000mg/kg和2000mg/kg甘草多糖显著降低断奶仔猪的腹泻率和料重比(F/G)(P<0.05);②饲粮中添加1000mg/kg甘草多糖显著升高断奶仔猪血液中的白细胞数(WBC)、红细胞数(RBC)、中性粒细胞数(Neut#)和血小板数(PLT)(P<0.05);③饲粮中添加1000 mg/kg和2000mg/kg甘草多糖组断奶仔猪血清碱性磷酸酶(ALP)活性显著升高(P<0.05),肌酐(CREA)含量显著降低(P<0.05),1000mg/kg甘草多糖组血清总蛋白(TP)和球蛋白(GLB)含量显著升高(P<0.05)。④饲粮中添加1000mg/kg甘草多糖显著提高血清中T-AOC活性,显著降低MDA含量。血液生理生化指标均在正常参考值范围。表明饲粮中添加甘草多糖可有效促进断奶仔猪采食,降低料重比和腹泻率,提高生长性能,改善血液生理生化指标,增强肝脏和肾脏代谢,提高机体防御能力和抗氧化能力,且以1000mg/kg效果较好。二、甘草多糖对断奶仔猪肠道黏膜屏障的影响为了探究甘草多糖对断奶仔猪肠道黏膜屏障的影响,试验设计同试验一。结果表明,与对照组相比,①饲粮中添加甘草多糖提高断奶仔猪肠道物理屏障功能,甘草多糖组断奶仔猪肠道紧密连接蛋白相关基因(Claudin-1、Occludin和ZO-1)mRNA表达量不同程度上调;1000 mg/kg甘草多糖组显著增加断奶仔猪小肠绒毛高度和绒隐比(P<0.05),降低小肠隐窝深度(P<0.05);甘草多糖组断奶仔猪血清DAO活性和DLA含量显著降低(P<0.05);②饲粮中添加甘草多糖提高断奶仔猪肠道化学屏障功能,500 mg/kg和1000mg/kg甘草多糖组断奶仔猪十二指肠内容物pH显著降低(P<0.05);1000 mg/kg甘草多糖组断奶仔猪小肠黏膜sIgA含量显著提高(P<0.05);1000mg/kg和2000 mg/kg甘草多糖组断奶仔猪小肠胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性显著提高(P<0.05);③饲粮中添加甘草多糖提高断奶仔猪肠道免疫屏障功能,500 mg/kg和5000 mg/kg甘草多糖组显著下调小肠黏膜中IL-6和IL-8 mRNA表达量(P<0.05),1000 mg/kg和2000 mg/kg甘草多糖组显著下调小肠黏膜IFN-γ、IL-1β、IL-6和IL-8 mRNA表达量(P<0.05),甘草多糖组显著上调IL-2、IL-4、IL-10、TNF-α和TGF-βmRNA表达量(P<0.05);④饲粮中添加甘草多糖提高断奶仔猪肠道微生物屏障功能,甘草多糖显著改变断奶仔猪盲肠微生物的多样性及组成,甘草多糖组α多样性显著提高(P<0.05);厚壁菌门(Firmicutes)丰度显著升高(P<0.05),拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度显著降低(P<0.05);乳酸杆菌属(Lactobacillus)、Marvinbryantia丰度显著上升(P<0.05),土孢杆菌属(Terrisporobacter)、罗姆布茨菌属(Romboutsia)、大肠埃氏菌属-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)等条件致病菌的丰度显著降低(P<0.05)。表明饲粮中添加甘草多糖改善断奶仔猪小肠形态结构和通透性,降低肠道pH,提高消化酶活性和挥发性脂肪酸含量,调节黏膜免疫及紧密连接蛋白相关基因mRNA表达,增强肠道黏膜免疫功能,增加盲肠微生物菌群的丰富度与多样性,改善断奶仔猪肠道健康,提高肠道黏膜屏障功能。三、甘草多糖对LPS致IPEC-J2细胞损伤的保护效应选择猪肠道上皮细胞(IPEC-J2),用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导建立体外应激炎性损伤细胞模型。结果表明,与对照组相比,①200~600 μg·mL-1甘草多糖对10 μg·mL-1的LPS处理IPEC-J2细胞24 h为最佳浓度和时间;②LPS刺激下,IPEC-J2细胞ROS水平显著上升(P<0.05),而甘草多糖可显著降低ROS水平(P<0.05);③LPS使IPEC-J2细胞上清液T-AOC、SOD、GSH-Px活力均显著降低(P<0.05),LDH活力和MDA含量显著升高(P<0.05);随着甘草多糖处理浓度升高,T-AOC、SOD、GSH-Px活力逐渐升高,LDH活力和MDA含量逐渐下降;④JC-1和DAPI染色可见,LPS刺激下,甘草多糖组IPEC-J2细胞线粒体膜电位升高,细胞凋亡率显著降低(P<0.05);⑤添加甘草多糖不同程度影响IPEC-J2细胞中炎性因子、免疫球蛋白、凋亡、紧密连接蛋白及TLR4/MyD88/NF-κB炎症通路相关基因mRNA水平的表达,并呈现一定的剂量依赖性,IPEC-J2细胞促炎因子(IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α)、凋亡基因(Bax、caspase-3、caspase-8 和 caspase-9)mRNA 表达量显著下调(P<0.05);抗炎因子(IL-4、IL-10)、免疫球蛋白(IgA、IgG)、凋亡基因Bcl-2、紧密连接蛋白(ZO-1、occludin、claudin-1)mRNA 表达量显著上调(P<0.05);LPS 刺激下,添加 600 μg·mL-1甘草多糖显著下调细胞TLR4、MyD88和NF-κB mRNA表达量(P<0.05)。表明甘草多糖可以通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB信号通路,降低LPS诱导IPEC-J2细胞中免疫及炎症、凋亡和紧密连接蛋白等相关基因过量表达,提高细胞抗氧化能力,减少细胞ROS积累和凋亡率,缓解LPS致IPEC-J2细胞炎症损伤,是一种有效增强肠道屏障完整性的免疫增强剂。综上所述,饲粮中添加1000 mg/kg的甘草多糖可以缓解断奶仔猪的应激反应,降低腹泻率,提高其生长性能;其作用机制与甘草多糖提高断奶仔猪肠道黏膜屏障作用,提升机体免疫功能,改善肠道微生物菌群结构有关。可见,甘草多糖作为饲料添加剂有很好的应用前景。