论文部分内容阅读
草甘膦是多种除草剂的主要成分,广泛应用于农业生产中。为增强草甘膦的除草效果,除草剂通常还会添加一些佐剂。草甘膦除草剂曾被认为无害于环境和机体,然而,越来越多的证据表明草甘膦除草剂能残留在农作物中,污染畜禽饲料,进而影响畜禽和人体健康。草甘膦及其除草剂会诱发机体多重伤害,造成细胞、神经和生殖等损伤,并诱发组织氧化应激反应。体外研究表明除草剂比草甘膦本身有更强的毒性,草甘膦会降低硫酸盐运输并抑制CYP450家族中各种酶的活性,同时导致肠道菌群失衡。因此,草甘膦对动物健康有不利影响。本研究旨在探明孵化期草甘膦暴露对蛋鸡胚胎和雏鸡肝脏和小肠中CYP酶的基因表达、肝脏脂质代谢和小肠紧密连接的作用规律与机理。1.鸡胚注射草甘膦对鸡胚发育、雏鸡血清生化和抗氧化功能的影响研究本试验旨在分析胚蛋注射草甘膦和除草剂对雏鸡孵化率、血清生化指标和抗氧化酶活性的影响。从华丰种鸡场(中国江苏)获得450个受精种蛋,在孵化第6天时,将种蛋随机分为三组(n=150/组):对照组、草甘膦组(10 mg草甘膦/kg蛋重)和除草剂组(农达,含10 mg草甘膦/kg蛋重)。试验结果表明:雏鸡1日龄时,胚蛋注射除草剂降低了雏鸡的孵化率(66%),并显著提高了血清中磷、尿酸、谷草转氨酶、谷丙转氨酶和碱性磷酸酶的含量;胚蛋注射草甘膦和除草剂诱发雏鸡氧化应激反应,并降低血清中总超氧化物歧化酶含量和过氧化氢酶活性。雏鸡7日龄时,除草剂处理显著降低雏鸡体重,血清白蛋白含量和总超氧化物歧化酶的活性(P<0.05),并显著提高血清尿酸含量和谷氨酰基转移酶活性(P<0.05)。以上结果表明,除草剂暴露对蛋鸡孵化率的影响大于草甘膦,并显著降低7日龄雏鸡体重;草甘膦和除草剂均导致血清生化指标显著改变并发生氧化应激,由此推断,草甘膦和除草剂暴露有可能诱导肝脏功能异变并损害雏鸡器官的正常功能。2.草甘膦暴露破坏雏鸡肝脏细胞色素P450酶相关基因表达的影响研究本试验旨在探究草甘膦和除草剂处理对雏鸡肝脏组织中CYP家族成员、ABC家族转运蛋白和促炎细胞因子基因表达的作用。试验设计和胚蛋注射处理与前述相同。试验结果显示,在胚胎15日龄、雏鸡1日龄和7日龄时,除草剂处理显著提高丙氨酸转氨酶水平(P<0.05);出雏后,草甘膦和除草剂暴露均显著提高谷草转氨酶水平(P<0.05)。胚胎15日龄时,除草剂组的总超氧化物歧化酶和丙二醛含量显著高于对照组(P<0.05);草甘膦和除草剂组的过氧化氢酶活性则显著低于对照组(P<0.05)。雏鸡1日龄时,草甘膦和除草剂暴露均显著提高丙二醛含量(P<0.05)。雏鸡7日龄时,草甘膦和除草剂组的过氧化氢酶活性均显著低于对照组(P<0.05),丙二醛含量则显著高于对照组(P<0.05)。此外,组织病理学分析结果表明草甘膦和除草剂暴露导致雏鸡肝脏发生组织病变。PCR分析结果表明:胚胎15日龄时,除草剂暴露显著降低肝脏中CYP1A2,CYP1A4,CYP1B1和MDR1的mRNA表达量(P<0.05);草甘膦和除草剂暴露显著提高CYP3A5的mRNA表达量(p<0.05)。雏鸡1日龄时,草甘膦暴露显著提高雏鸡肝脏CYP1A2和CYP1A4基因表达量(P<0.05);除草剂暴露显著降低肝脏中CYP1C1的mRNA表达量(P<0.05),并提高肝脏促炎细胞因子IFNY和IL-1β的基因表达量(P<0.05)。雏鸡7日龄时,草甘膦或除草剂处理均显著抑制雏鸡肝脏CYP3A5的基因表达(P<0.05);除草剂处理还显著抑制雏鸡肝脏CYP1B1和MRP2基因表达量(P<0.05),并显著提高CYP1C1和IFNY的mRNA表达量(P<0.05)。以上结果表明,胚蛋注射草甘膦会导致雏鸡肝功能相关酶含量升高、组织病变和氧化应激。因此,草甘膦和除草剂暴露能够干扰肝脏中细胞色素P450、MDR1和MRP2转运蛋白表达,并可能引起雏鸡肝脏酶系统功能异常。3.胚蛋注射草甘膦对鸡胚和雏鸡肝脏脂质代谢的影响研究本试验旨在阐明草甘膦或除草剂暴露对胚胎和雏鸡脂质代谢的毒性作用。试验设计和胚蛋注射处理与前述相同。试验结果表明,雏鸡1日龄时,胚蛋注射草甘膦显著提高雏鸡血清中甘油三酯浓度(P<0.05)。雏鸡7日龄时,胚蛋注射草甘膦和除草剂显著降低雏鸡血清中高密度脂蛋白胆固醇浓度(P<0.05),提高低密度脂蛋白胆固醇水平(P<0.05),并导致肝脏脂肪沉积。对肝脏的进一步分析结果表明,胚蛋注射草甘膦和除草剂显著提高1日龄雏鸡ACACA,FASN,SCD,SREBF1和SREBF2基因表达水平(p<0.05),7日龄雏鸡PPARA和SREBF1基因表达量(p<0.05)和1 5日龄雏鸡SCD和HMGCS1基因表达量。本阶段研究表明,草甘膦很可能引起鸡胚和雏鸡的脂质代谢紊乱,并增加血清和肝组织中脂质含量。雏鸡肝细胞中脂质代谢相关基因表达量的增加很可能引发肝脏脂质代谢改变,进而提高脂肪生成活动。4.胚蛋注射草甘膦对雏鸡小肠细胞色素P450酶相关基因、肠道屏障功能和组织形态的毒性作用研究本试验重点研究小肠CYP,紧密连接和炎症相关基因表达的变化规律。试验设计和胚蛋注射处理与前述相同。试验结果表明,草甘膦或除草剂处理均能引起雏鸡发生氧化应激,并导致小肠组织病变,表现为血管充血,固有层细胞增多,肠绒毛完全融合,杯状细胞数量减少,甚至粘膜下层的上皮细胞坏死。草甘膦组或除草剂暴露导致小肠中生物转化相关基因(CYP1A2,CYP1A4,CYP3A5,CYP1B1,CYP1C1,MDR1和MRP2)表达量发生显著变化。与对照组相比,草甘膦和除草剂暴露破坏了小肠生物转化相关基因(ZO-1,ZO-2,Claudin-1,Claudin-3,JAM2和 Occludin)以及促炎细胞因子(IFNY,IL-1B和IL-6)的表达。本阶段研究表明,草甘膦和除草剂很可能扰乱小肠中细胞色素P450,MDR1,MRP2转运蛋白和紧密连接相关基因表达,进而表现出毒性作用,并可能导致雏鸡小肠破裂。综上所述,本研究明确了除草剂对鸡孵化率的危害大于草甘膦,单独暴露草甘膦或除草剂能引起雏鸡血清生化指标失衡,进一步导致肝脏和小肠脂质代谢紊乱,并改变细胞色素P450,MDR1和MRP2转运体的表达量。同时,鸡胚和雏鸡小肠中紧密连接相关基因也受到影响,以上这些均有可能对动物的健康造成危害。