EGCG对热应激巴马香猪肠道屏障功能的影响及作用机制
作者单位：广西大学
学位级别：硕士
导师姓名：黄艳娜
授予年度：2023年
主 题：EGCG 热应激 巴马香猪 肠道屏障功能 微生物区系
摘 要：环境高温导致猪产生热应激反应,严重降低猪的生长性能和机体健康,制约生猪产业的发展。肠道作为机体免疫防御的第一道屏障,成为近年来生猪热应激研究的热点。表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)是一种从绿茶中分离得到的多酚类化合物,具有抗炎、提高免疫力的作用。本研究以巴马香猪作为研究对象,构建巴马香猪热应激模型,研究EGCG对热应激巴马香猪肠道屏障功能的影响及作用机制,为今后开发EGCG作为一种能缓解猪热应激,并能通过调控肠道屏障功能进而改善猪肠道健康的绿色饲料添加剂提供科学依据。主要研究内容与结果如下:1、EGCG对热应激巴马香猪生长性能和生理生化指标的影响选取25头平均体重为34 kg的8月龄雄性巴马香猪,随机分成5个处理,每组5头猪:其中第1组为常温对照组(TN组,22℃,自由采食),第2组为常温采食量配对组(PF组,22℃,采食量配对),另外3组为35℃高温组,分别在日粮中添加0%EGCG(HS0组,自由采食)、0.025%EGCG(HS250组,自由采食)和0.05%EGCG(HS500组,自由采食)。正式试验为28 d。试验结束后采血并屠宰,测定生长性能、血液生理生化等指标。结果表明:(1)热应激显著增加了巴马香猪血清中HSP70的浓度,EGCG显著降低热应激巴马香猪血清中HSP70的浓度。(2)热应激显著增加巴马香猪直肠温度和呼吸频率,显著降低其末重、平均日增重及平均日采食量,增加料重比,EGCG可以显著降低热应激巴马香猪的直肠温度和呼吸频率,改善其生长性能。(3)热应激显著增加血清中GLB、ALT、UREA及炎症因子IL-6、IL-8的浓度,显著降低GLU的浓度。EGCG显著降低热应激巴马香猪血清中GLB、ALT、UREA及炎症因子IL-6、IL-8的浓度,显著增加GLU的浓度。(4)热应激显著增加血液中白细胞总数、粒细胞、粒细胞比率,显著降低红细胞总数和血红蛋白浓度。EGCG显著降低热应激巴马香猪血液中白细胞总数、粒细胞和粒细胞比率,显著增加红细胞总数和血红蛋白浓度。综上,热应激巴马香猪模型建立成功,为后续利用此模型开展研究奠定了工作基础。2、EGCG对热应激巴马香猪小肠肠道形态及屏障功能的影响取各组猪的十二指肠、空肠和回肠组织进行肠道形态及屏障功能研究,结果表明:(1)热应激引起巴马香猪小肠形态结构的损伤,显著降低小肠绒毛高度及绒隐比,而添加0.05%EGCG有助于肠道形态损伤的恢复,并增加绒毛高度及绒隐比。(2)热应激显著增加巴马香猪小肠中热休克蛋白HSP70和HSP90的表达,表明高温导致巴马香猪小肠产生了热应激反应;热应激增加了小肠中炎症细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6以及IL-8的表达,增加TLR-4的表达,降低肠道紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-3、Occludin以及Muc-2基因的表达。添加EGCG显著降低小肠中热休克蛋白的表达,提高了肠道紧密连接蛋白的表达,降低了TLR-4的表达,从而缓解热应激引起的小肠黏膜损伤和炎症反应,改善了肠道屏障功能,且0.05%EGCG作用效果优于0.025%EGCG。3、EGCG对热应激巴马香猪结肠微生物区系、短链脂肪酸以及TLR-4/NF-κB信号通路的影响取各组猪的结肠内容物及结肠组织,进行结肠微生物区系、短链脂肪酸以及TLR-4/NF-κB信号通路方面的研究,结果表明:(1)热应激显著改变了巴马香猪结肠微生物多样性和结构,显著降低了乳杆菌属、经黏液真杆菌属、霍尔德曼氏菌、Shuttleworthia的丰度,显著增加狭义梭菌属等机会致病菌的丰度,这可能是诱发肠道炎症反应的的重要原因。EGCG可以显著增加热应激巴马香猪结肠乳杆菌属、经黏液真杆菌属、霍尔德曼氏菌等有益菌的丰度,显著减少unclassified＿c＿＿Clostridia、norank＿f＿＿norank＿o＿＿Clostridia＿vadin BB60＿group、norank＿f＿＿norank＿o＿＿Izemoplasmatales等机会致病菌的丰度,说明EGCG有效缓解热应激引起的肠道菌群失衡,从而改善肠道微生物屏障功能。(2)热应激显著降低巴马香猪结肠中乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和己酸的浓度,EGCG显著增加了热应激巴马香猪结肠中乙酸、丙酸、丁酸和异丁酸浓度,从而改善肠道微生物菌群的代谢。(3)热应激激活了结肠组织中TLR4/NF-κB信号通路,显著上调了该信号通路下游炎症基因MIP-1β、MIP-2、COX-2、VCAM-1的表达,EGCG可以有效抑制该信号通路,显著降低其下游炎症基因的表达水平。综上所述,热应激导致巴马香猪的生长性能显著降低,肠道屏障功能严重受损。EGCG改善了巴马香猪的生长性能,并通过降低小肠中热休克蛋白、TLR-4和炎症因子的表达,提高小肠肠道紧密连接蛋白的表达,抑制结肠中TLR4/NF-κB信号通路及其下游炎症基因的表达,改善肠道微生物菌群及其代谢,从而缓解了热应激引起的肠黏膜损伤和炎症反应,改善了热应激巴马香猪的肠道屏障功能,进而促进肠道健康,其中0.05%EGCG作用效果优于0.025%EGCG,这为今后开发EGCG作为一种能改善热应激下巴马香猪的肠道健康的饲料添加剂提供了理论依据。
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