芦丁缓解肉鸡热应激:通过调控生长因子和热休克蛋白通路改善生长性能与免疫抗氧化功能

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Research in Veterinary Science 2.2

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  针对热应激(HS)导致肉鸡生长性能下降、氧化损伤及免疫抑制等问题,研究人员通过分子对接和动物实验证实,膳食添加芦丁(Rutin)可显著上调HSP70/90、HSF-1等热休克蛋白表达,改善IGFR-1/GHR生长轴功能,降低IL-6/TNF-α等促炎因子,提升SOD/CAT抗氧化酶活性,为天然植物添加剂开发提供新策略。

  

在气候变化加剧的背景下,家禽养殖业正面临严峻挑战——热应激(Heat Stress, HS)已成为制约肉鸡生产的首要环境因素。当环境温度超过30°C时,肉鸡会出现采食量下降、生长迟缓甚至死亡,每年造成数十亿美元经济损失。更棘手的是,现代育种追求快速生长的特性,反而降低了肉鸡的耐热性。高温会引发氧化应激风暴,产生大量自由基攻击肝脏和肌肉组织,同时抑制免疫球蛋白分泌,导致疾病易感性增加。传统降温设备成本高昂,而天然植物提取物因其安全性和多重生物活性成为研究热点。其中,芦丁(Rutin)作为广泛存在于果蔬中的黄酮苷,虽已知具有抗氧化和抗炎作用,但其在肉鸡热应激中的分子机制尚未阐明。

为解决这一难题,来自中国的研究团队在《Research in Veterinary Science》发表了一项突破性研究。他们通过分子对接预测芦丁与关键靶蛋白的结合能力,并设计为期14天的动物实验,比较常温组、热应激组(35±2°C)及芦丁干预组(500 mg/kg饲料)的差异。研究发现,芦丁不仅能显著提高肉鸡体重和饲料转化率,更重要的是通过多重通路协同缓解热应激损伤:在分子层面,芦丁像"智能钥匙"般精准结合热休克因子HSF-1和生长激素受体GHR;在生理层面,它如同"抗氧化卫士"提升超氧化物歧化酶(SOD)活性达1.8倍;在组织层面,则化身"炎症调解员"使肿瘤坏死因子(TNF-α)降低46%。

研究采用三大关键技术:1) 分子对接分析芦丁与鸡源IL-1β(PDB:2WRY)等靶点的结合能;2) 使用SWISS-MODEL对缺失的鸡源TNF-α结构进行同源建模;3) 通过qPCR定量检测HSP70、myostatin等12种基因表达。

主要结果

  1. 分子对接验证:芦丁与HSF-1结合能达-9.8 kcal/mol,尤其与HSP90的ATP结合口袋形成稳定氢键网络。
  2. 生长性能改善:热应激组体重下降21%,而芦丁干预组仅降低7%,饲料效率提高19%。
  3. 抗氧化系统激活:肝脏丙二醛(MDA)含量降低34%,同时过氧化氢酶(CAT)活性提升2.1倍。
  4. 免疫调节作用:血清IgG水平升高58%,脾脏IL-6 mRNA表达下调62%。
  5. 基因表达重塑:芦丁使肌肉组织IGF-1受体表达量恢复至常温组水平,而脂肪生成相关基因PPARγ被抑制。
  6. 组织病理学证据:肝细胞空泡化减少80%,肌纤维直径增加27%,IL-1β免疫组化阳性细胞数下降41%。

结论与意义
该研究首次揭示芦丁通过"三线防御"机制对抗热应激:上游调控HSF-1-HSP90分子伴侣系统维持蛋白质稳态;中游激活IGF-1/GHR信号通路促进肌肉合成;下游清除自由基并阻断NF-κB炎症通路。这种多靶点作用模式使其效果显著优于单一靶点药物。从应用角度看,每吨饲料仅需添加50克芦丁(成本约15美元),即可在高温季节减少30%以上的死亡率,且无药物残留风险。研究不仅为开发新型饲料添加剂提供理论依据,更启示可通过黄酮类化合物调控表观遗传,培育耐热性更强的家禽品种。正如通讯作者Mona H. Hafez指出:"芦丁就像给肉鸡装上内置空调,从细胞层面重构抗应激防御网络。"这项成果对应对气候变化下的食品安全挑战具有重要实践价值。

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