传统中药复方调控产后牦牛炎症介质、抗氧化酶及瘤胃菌群的协同作用机制研究

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Scientific Reports 3.8

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  针对高原牦牛产后氧化应激与繁殖障碍问题,西藏农牧科学院与南京农业大学团队通过三种传统中药复方(TCHF1-3)干预实验,结合ELISA和16S rRNA测序技术,发现TCHF2可显著上调IL-10(p<0.05)、提高Firmicutes/Bacteroidetes比值,并优化瘤胃菌群结构,为抗炎抗氧化饲料添加剂开发提供新策略。

  

论文解读
在海拔4000米以上的青藏高原,牦牛(Bos grunniens)是当地牧民重要的经济支柱,提供超过50%的肉制品和90%的乳制品。然而,严酷的高原环境(低温、低氧、强紫外线)导致产后雌性牦牛普遍面临能量负平衡、氧化应激和炎症反应,仅3.03%个体能在繁殖季自然发情。传统抗生素因耐药性(AMR)问题受限,而中药复方(TCHF)因其多靶点调控特性成为潜在替代方案。

为验证TCHF的调控效果,西藏农牧科学院与南京农业大学联合团队设计了包含40头产后80±15天牦牛的对照(DH组,基础饲料)与三个干预组(DE/DF/DG组,基础饲料+5%不同TCHF),进行30天喂养实验。研究采用ELISA检测血清抗氧化酶(SOD、GSH-Px、T-AOC、MDA)和炎症因子(IL-6、TNF-α、IL-1β、IL-10),并通过16S rRNA测序分析瘤胃菌群变化。

主要技术方法

  1. 中药复方制备:按GAP标准采购药材(如黄岑Scutellaria baicalensis、当归Angelica sinensis),粉碎混合成TCHF1-3;
  2. 动物实验:分层随机分组,适应期7天后进行30天干预;
  3. 生化分析:ELISA检测血清指标;
  4. 微生物组学:V3/V4区扩增测序,DADA2去噪,Silva数据库注释。

研究结果
抗氧化与抗炎效应
TCHF1组30天时总抗氧化能力(T-AOC)显著升高(p<0.001),TCHF2组谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性提升(p<0.01)、丙二醛(MDA)降低(p<0.05),且IL-1β水平上调(p<0.05),表明TCHF2具有协同抗氧化与免疫调节作用。

瘤胃菌群多样性
α多样性显示TCHF3组均匀性最低(Pielou_e指数p<0.05),而β多样性分析(PCoA/NMDS)证实TCHF3组内差异最大,提示其吸收稳定性较差。

菌群结构变化
门水平:TCHF2组30天时厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidetes)比值(F/B)显著增加,利于能量代谢;
属水平:TCHF2组15天时放线菌门(Actinobacteria)丰度升高(抗菌肽产生菌),而蓝藻门(Cyanobacteria)减少(与免疫负相关)。LefSe分析发现TCHF2组以厚壁菌门为生物标志物,对照组则以梭菌属(Clostridium)为主。

讨论与意义
该研究首次系统评估了TCHF对高原牦牛的多重调控机制:TCHF2通过提升IL-10和F/B比值,优化瘤微生态并增强能量获取,而TCHF3可能扰乱菌群稳态。成果为开发抗AMR的饲料添加剂提供理论依据,并揭示了中药“菌群-免疫-代谢”互作网络的应用潜力。未来需深入解析单药成分作用及NF-κB等通路机制。

(注:全文数据源自原文,未添加外部信息;专业术语如PCoA主坐标分析、LefSe线性判别分析等均按原文格式保留)

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