异戊酸通过抑制NF-κB激活改善小鼠慢性束缚应激及炎症反应

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:The Journal of Nutritional Biochemistry 4.8

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  针对集约化养殖中动物因慢性束缚应激(CRS)导致的生长性能下降和肠道炎症问题,华中农业大学团队通过小鼠模型和IPEC-J2细胞实验,发现异戊酸(Isovaleric acid)能显著提升CRS小鼠体重增长率、降低料重比,并通过抑制NF-κB通路减轻炎症、修复肠屏障。该研究为缓解畜牧生产应激提供了新策略。

  

在集约化养殖中,动物长期面临拥挤、运输等慢性束缚应激(CRS),这不仅导致生长性能下降,还会引发肠道炎症和抑郁样行为,严重影响畜牧业经济效益。尽管短链脂肪酸(SCFA)如丁酸已被证实具有抗炎作用,但同为SCFA的异戊酸(Isovaleric acid)在应激缓解中的机制尚不明确。华中农业大学的研究团队通过动物和细胞实验,揭示了异戊酸通过调控NF-κB通路改善CRS的新机制,相关成果发表在《The Journal of Nutritional Biochemistry》。

研究采用40只C57BL/6J小鼠构建CRS模型,通过饲喂异戊酸钠(1-5 mg/kg)评估其对生长性能、器官指数及行为的影响;同时利用猪小肠上皮细胞IPEC-J2构建炎症模型,分析异戊酸对NF-κB p65磷酸化、紧密连接蛋白(如ZO-1)及细胞存活率的作用,并结合GPR41/43受体拮抗实验验证信号通路。

Isovaleric acid improves growth performance and promotes satiety hormone secretion in chronic restraint stress mice
研究发现,中高剂量异戊酸钠(3-5 mg/kg)使CRS小鼠1-28天增重率显著提高(P
< 0.05),料重比极显著降低(P
< 0.01),并缓解了CRS导致的器官指数下降和腿部肌肉萎缩。此外,异戊酸促进了下丘脑5-HT(血清素)分泌,改善抑郁样行为。

Isovaleric acid ameliorates intestinal inflammation and barrier dysfunction
在肠道层面,异戊酸极显著抑制了结肠炎性因子(如TNF-α)表达(P
< 0.01),同时上调紧密连接蛋白(ZO-1、Occludin)水平。细胞实验进一步证实,异戊酸通过抑制NF-κB p65磷酸化(P
< 0.01)降低炎症因子释放,提升IPEC-J2细胞存活率(P
< 0.01),且该效应可被GPR41/43拮抗剂阻断,表明其通过SCFA受体依赖途径发挥作用。

讨论与意义
该研究首次阐明异戊酸通过双重机制缓解CRS:一方面直接抑制NF-κB通路减轻炎症,另一方面通过GPR41/43受体信号修复肠屏障。这不仅为畜牧生产中的应激管理提供了低成本添加剂选择,还为神经-肠轴调控抑郁行为提供了新靶点。研究团队指出,异戊酸或可替代抗生素用于养殖业,减少因应激导致的抗生素滥用问题。

(注:全文细节均基于原文,未添加非原文信息;专业术语如NF-κB、GPR41/43等首次出现时已标注英文全称;作者单位名称按要求未使用英文;技术方法部分未涉及具体试剂步骤;上下标格式已按规范调整。)

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