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早期断奶仔猪肠上皮细胞氧化与损伤及二氢杨梅素对其调控作用

杨家军  
【摘要】:本文以21日龄早期断奶仔猪为研究对象,以肠上皮细胞氧化—酶发育—促炎/抗炎性因子分泌—生长和损伤修复再生—应激营养调控为研究主线,从以下四个试验探讨了早期断奶仔猪肠上皮细胞氧化与损伤及二氢杨梅素(DMY)对其调控作用。1早期断奶对仔猪肠上皮细胞氧化和损伤影响的研究 试验一:选取21±1日龄断奶、平均体重6.25±0.37kg的健康仔猪80头,分成2组(断奶组与吮乳组),每组4重复,每个重复10头仔猪。分别于断奶当天、断奶后第1、3、5、7、10、14天采集样品,每次每组每个重复随机宰杀1头仔猪,取肠组织、刮取肠粘膜、分离肠上皮细胞,取肝脏和血液,测定氧化、损伤、细胞因子和酶等指标。结果如下: (1)早期断奶第1-3天,仔猪肠上皮细胞XO活性急剧升高、尿酸含量增多,抗氧化酶(CAT、SOD、GSH-Px)活性下降、过氧化产物MDA含量升高,AKP、Na+-K+-ATP活性急剧下降,细胞因子IL-1上升、IL-10含量下降,EGF/EGFR的含量及mRNA表达量显著降低,肠上皮细胞发生水泡变性,肠绒毛中的毛细血管有充血和出血现象;第5-7天,上述指标变化达到峰顶或峰谷,而后开始恢复,10-14天恢复到正常水平。表明早期断奶导致肠上皮细胞过氧化、AKP及Na+-K+-ATP酶发育受阻、促炎性因子上升、抗炎性因子降低、EGF/EGFR生成减少,在形态结构上表现为肠绒毛萎缩、隐窝增生。 (2)早期断奶第1-3天,仔猪肝脏XO活性升高、尿酸含量增多,抗氧化酶活性下降、过氧化产物MDA含量升高,Na+-K+-ATP和GS活性急剧下降;第3-5天,上述指标变化达到峰顶或峰谷,而后开始恢复,7-10天恢复到正常水平。表明早期断奶导致肝脏过氧化、Na+-K+-ATP和GS活性下降;肝GS活性下降可能也是影响肠上皮细胞能量代谢、更新和损伤的原因之一。 (3)早期断奶第1-3天,仔猪血清抗氧化酶活性下降、过氧化产物MDA含量升高,IL-1升高、IL-10和slgA含量下降;第3-5天,抗氧化酶活性及MDA含量变化达到峰顶或峰谷,而后开始恢复,7-10天恢复到正常水平;IL-1、IL-10和slgA含量都在第7天达到最高值,且10-14天都维持在较高水平。 (4)仔猪肠上皮细胞、肝和血清中相同指标变化比较,肠上皮细胞指标变化幅度最大,持续时间最长。说明,早期断奶对仔猪肠上皮细胞影响较肝脏和机体更大。2体外HX/XO对肠上皮细胞氧化、损伤及DMY保护作用研究 试验二:常规培养IEC-6细胞系,选取贴壁良好的细胞建立次黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶(HX/XO)体外肠上皮细胞的氧化与损伤模型,选择别嘌呤醇作为该系统的抑制剂。细胞分为6个处理组:Ⅰ组为空白对照组,其余五组分别依次加入HX/XO的终浓度为25/25、50/50、100/100、150/150、200/200μmol/L,应激培养24h后,测定细胞内各指标变化情况。得出:50/50μmol/L的HX/XO可显著降低IEC-6细胞CAT和SOD活性,增加过氧化产物MDA含量;显著降低IEC-6细胞AKP及DAO活性和EGF/EGFR含量及mRNA表达量;显著降低IEC-6细胞活力;其各项指标变化模式与早期断奶应激引起的仔猪肠上皮细胞相应指标的变化相一致。添加HX/XO体系中常用的抑制剂别嘌呤醇逆转由HX/XO体系引起的肠细胞损伤,上述结果表明,黄嘌呤氧化酶途径是肠上皮细胞过氧化产生的途径之一,肠上皮细胞的损伤与氧化应激直接相关。 试验三:向肠上皮细胞体外氧化应激模型中加入不同浓度的DMY,观察DMY对体外肠上皮细胞氧化损伤的保护作用。细胞分为6处理组,其中Ⅰ组为空白对照组,Ⅱ组为氧化组(50/50μmol/L),Ⅲ组为抑制剂组(50/50μmol/L+200μmol/L),其余三组为氧化+DMY组,依次分别加入DMY的终浓度为50、75、100μmol/L,检测IEC-6细胞活力及氧化和损伤修复相关指标。结果显示:75-100μmol/L的DMY能增强HX/XO氧化体系中IEC-6细胞抗氧化酶CAT及SOD活性,减少氧化产物MDA含量;提高IEC-6细胞中AKP活性,减少细胞培养液中DAO活性;提高IEC-6细胞EGF/EGFR含量及mRNA表达量,促进IEC-6细胞的增殖活力;添加别嘌呤醇浓度为200μmol/L时,各项指标与空白对照组(不加氧化剂)无差异显著(P0.05)。 试验二和试验三从正、反两途径证明了HX/XO体系产生的氧化应激导致体外肠上皮细胞损伤。3DMY对早期断奶仔猪肠上皮细胞氧化与损伤修复作用的研究 试验四:选取21±1日龄断奶、平均体重6.33±0.34kg健康仔猪72头,随机分成2个处理组,分别为断奶组和断奶DMY添加组(添加量为500克/吨),每组4个重复,每个重复9头仔猪。分别于断奶当天、断奶后第1、3、7、14天每组每个重复宰杀1头仔猪,取肠组织、分离肠上皮细胞,取肝脏、血液。于第7天、14、28天称量体重、记录饲料消耗量。结果如下: (1)添加0.05%DMY,第7天可显著降低仔猪肠上皮细胞XO活性、尿酸含量,升高CAT和SOD活性、降低MDA含量,增强AKP和Na+-K+-ATP活性,降低细胞因子IL-1含量,增加IL-10含量,增加EGF/EGFR的含量及mRNA表达量,肠绒毛-隐窝结构基本完整。表明添加DMY减轻早期断奶对仔猪肠上皮细胞的损伤,促进肠上皮细胞增殖分化,促进绒毛-隐窝结构的生长发育。 (2)添加0.05%DMY,第7天可显著降低仔猪肝脏XO活性、尿酸含量,升高CAT和SOD活性、降低MDA含量,增强Na+-K+-ATP活性,对GS活性影响不显著。 (3)添加0.05%DMY,第7天可显著升高仔猪血清CAT和SOD活性、降低MDA含量,降低IL-1含量、升高IL-10和slgA含量。 (4)添加0.05%DMY,提高断奶仔猪日增重和饲料转化率。 综合上述四个试验结果:早期断奶通过XO途径诱导仔猪肠上皮细胞过氧化,肠上皮细胞抗氧化酶活性降低、分化成熟相关酶发育受阻、IL-1分泌增加、IL-10及sIgA分泌减少,生长修复因子转录合成减少,从而导致肠绒毛—隐窝结构损伤和修复更新受阻,在形态结构上表现为绒毛萎缩,隐窝加深。早期断奶仔猪日粮添加DMY能够显著抑制XO产生的过氧化,减轻早期断奶对仔猪肠上皮细胞的损伤,增强修复功能,促进肠上皮细胞的增殖分化,促进肠绒毛-隐窝结构的发育,提高仔猪的生产性能。


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