海藻生物活性物质组合增强猪回肠屏障功能及抗炎效应的协同作用研究

本研究针对动物生产中肠道屏障受损和炎症问题，探索了Lithothamnion glaciale(LG)和Ascophyllum nodosum提取物(ANE)的协同效应。通过猪回肠离体模型(InTESTineTM)结合沙门氏菌(SEE)感染挑战，发现低剂量ANE(2.3μg)与中低剂量LG(37.8-63.2μg)组合可显著降低肠道通透性(Papp)，上调Cadherin-17表达，并调节TNF-α、Caspase-1等炎症标志物。该研究为开发新型饲料添加剂提供了理论依据，发表于《BMC Veterinary Research》。

　　

研究背景与意义
现代畜牧业面临的关键挑战之一是动物肠道健康问题，尤其是断奶仔猪和繁殖母猪常因应激、病原感染等因素导致肠道屏障功能受损。肠道作为最大的免疫器官，其屏障完整性直接影响营养吸收和病原防御能力。当紧密连接蛋白（如Cadherin-17）结构被破坏时，病原体如沙门氏菌(Salmonella enterica enteritidis, SEE)可穿透肠上皮，引发全身炎症反应。目前，天然饲料添加剂的研究方兴未艾，但关于海洋生物活性物质协同作用及其在靶动物组织中的验证仍存在空白。

Celtic Sea Minerals与荷兰应用科学研究组织(TNO)的团队聚焦两种独特海洋资源：产自冰岛的钙化海藻Lithothamnion glaciale(LG，含30%钙和72种微量元素)和褐藻Ascophyllum nodosum提取物(ANE，富含β-葡聚糖和岩藻多糖)。前期研究表明，LG能增强粘液层厚度和基底膜蛋白表达，而ANE通过调节TLR4/NF-κB通路发挥抗炎作用。但二者联用能否产生协同效应尚不明确，特别是在真实组织层面的作用机制亟待阐明。

关键技术方法
研究采用专利离体肠模型InTESTine^TM，以20kg健康猪的回肠组织为样本，通过³H-甘露醇/¹⁴C-咖啡因双标记法测定通透性变化。设置3×3因子设计（LG三剂量+ANE三剂量），并引入SEE感染挑战(1×10⁹ CFU/mL)。通过组织学检查、LDH漏出率检测细胞毒性，qPCR分析CDH17、TNF-α等7个基因表达，结合线性回归模型评估协同效应。

主要研究结果

1. 屏障功能评估
   SEE挑战使甘露醇通透性增加7倍(P<0.05)，而LG 63.2+ANE 2.3组合显著降低P_app值(P<0.001)。FD4渗透率分析显示，该组合在感染条件下屏障完整性改善最显著（较对照降低3倍），且钙离子单独作用无法解释该效应（图4-5）。

2. 基因表达调控
   • 结构蛋白：LG单独使CDH17表达提升9.5倍，ANE单独提升4.5倍，而联用组达10.2倍(P<0.001)，证实协同增强细胞连接（表5）。
   • 炎症标志物：SEE感染初期反常抑制TNF-α（可能因细菌免疫逃逸），但联用组通过激活Caspase-1/IL-22/Reg3γ通路，使抗菌蛋白表达提升2倍(P<0.01)，提示免疫 priming 效应。

3. 组织学证据
   H&E染色显示SEE导致绒毛断裂和隐窝萎缩（图6D），而联用组虽未逆转结构损伤，但显著减少免疫细胞浸润（图6E），与基因结果相互印证。

结论与展望
该研究首次在器官水平证实LG与ANE存在剂量依赖性协同效应：低剂量ANE(2.3μg)与中低剂量LG(37.8-63.2μg)组合最优，其通过双重机制发挥作用——LG强化基底膜结构蛋白，ANE调节先天免疫应答。这一发现为开发抗感染饲料添加剂提供了新思路，尤其适用于沙门氏菌高风险的养猪场。

未来研究需进一步验证该组合在活体动物中的效果，并探索其对其他肠道病原体的广谱保护作用。值得注意的是，SEE感染早期免疫抑制现象的发现（TNF-α下调）为理解细菌-宿主互作提供了新视角，提示添加剂的最佳干预时机可能需要结合感染进程动态调整。