茶多酚替代抗生素防治草鱼细菌性肠炎:基于Nrf2/Keap1与JAKs/STAT3通路调控的机制研究

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Research International 7.0

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  为解决水产养殖中抗生素滥用导致的耐药性及环境污染问题,四川农业大学团队开展茶多酚(TP)替代抗生素防治草鱼(Ctenopharyngodon idella)细菌性肠炎的研究。通过60天饲喂实验(40-200 mg/kg TP)及6天嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)攻毒,发现120 mg/kg TP组肠炎发生率显著降低53.9%(P<0.05),并证实其通过激活抗氧化酶(SOD、CAT)、抑制促炎因子(IL-1β、TNF-α)及调控Nrf2/Keap1和JAKs/STAT3通路发挥保护作用,为绿色水产饲料开发提供新策略。

  

水产养殖业正面临抗生素滥用引发的全球性危机。草鱼作为中国产量最高的淡水养殖鱼种(2023年达594万吨),其养殖过程中由嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)引发的细菌性肠炎每年造成1.64亿美元经济损失,而传统抗生素治疗导致耐药菌株涌现和药物残留问题。面对这一困境,四川农业大学的研究团队在《Food Research International》发表论文,探索茶多酚(Tea polyphenols, TP)作为天然替代方案的可行性。

研究采用阶梯式实验设计:首先配制含不同浓度TP(40-200 mg/kg)的饲料,对初始体重187.49±0.66 g的草鱼进行60天饲喂,随后进行6天A. hydrophila攻毒实验。通过检测肠炎发生率、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT)、炎症因子表达(白细胞介素IL-1β、肿瘤坏死因子TNF-α)及关键通路蛋白(核因子E2相关因子2 Nrf2、Kelch样ECH关联蛋白1 Keap1、Janus激酶JAKs、信号转导和转录激活因子3 STAT3)的变化,系统评估TP的防护机制。

The incidence of enteritis
结果显示,120 mg/kg TP组肠炎发生率最低(8.50%),较对照组(18.44%)降低53.9%(P<0.05),效应量Cohen's d=0.823表明具有临床显著意义。

Antioxidant activity
TP显著提升肠道SOD(超氧化物歧化酶)和CAT(过氧化氢酶)活性(P<0.05),其中120 mg/kg组SOD活性较对照提高2.3倍,证实TP通过清除自由基缓解氧化损伤。

Discussion
机制研究表明,TP通过双重通路发挥作用:一方面激活Nrf2/Keap1通路增强细胞抗氧化防御能力,另一方面抑制JAKs/STAT3通路减少促炎因子释放。此外,TP还通过下调半胱天冬酶Caspase-3表达抑制肠上皮细胞过度凋亡。

Conclusions
该研究首次确定TP防治草鱼细菌性肠炎的最适添加量为131.92 mg/kg,其效果优于传统抗生素且无残留风险。这一发现不仅为水产病害防控提供新思路,更推动"无抗养殖"理念的实践应用。未来需进一步验证TP在不同养殖规模下的成本效益,但其在调节鱼类先天免疫和维持肠道微生态平衡方面的独特优势,已展现出替代抗生素的巨大潜力。

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