单色光对肉鸡肠道干细胞自我更新与分化的调控机制及其对生长性能的影响

为解决光照环境对家禽生长性能的影响机制问题，北京农业大学的科研团队开展了单色光（WL/RL/GL/BL）调控肉鸡肠道干细胞（ISC）自我更新与分化的研究。研究发现蓝光（BL）通过激活Wnt/β-catenin和Notch信号通路，显著促进ISC增殖分化，提升肠道吸收功能（Sglt1/Glut1表达上调）和免疫屏障（sIgA增加），最终使肉鸡体重增长显著优于其他光色组。该研究为优化家禽养殖光照策略提供了重要理论依据。

　　

光照环境是影响家禽生长性能的关键外源因素，其中光波长对鸟类生理和行为的调控机制尚不明确。肉鸡养殖业长期面临生长效率与肠道健康平衡的挑战，而肠道干细胞（ISC）的自我更新和分化直接决定了肠道吸收与屏障功能。尽管已有研究表明绿光（GL）和蓝光（BL）能促进肌肉发育，但其对ISC的调控作用及分子机制仍是空白。北京农业大学的研究团队在《Poultry Science》发表的研究，首次揭示了单色光通过Wnt/β-catenin和Notch双通路协同调控ISC命运的分子机制。

研究采用Cobb 500肉鸡模型，通过LED光源（WL/RL/GL/BL）干预，结合RT-qPCR、Western blot、免疫组化等技术，系统分析了肠道形态、细胞分化及信号通路变化。关键实验包括：H&E染色评估隐窝-绒毛结构，PAS/AB染色量化杯状细胞，Phloxine B染色标记潘氏细胞，以及Lgr5免疫荧光示踪ISC定位。

研究结果

1. 蓝光促进肉鸡生长与肠道结构优化
   BL组肉鸡体重显著高于WL组（P<0.01），空肠绒毛高度增加且隐窝深度降低，V/C比值提升32.36%，提示BL增强肠道吸收表面积。

2. 营养吸收与屏障功能协同增强
   BL组空肠中Sglt1、Glut1等转运体mRNA水平显著上调（P<0.05），同时sIgA和Tff3表达量增加，证实BL同步提升营养吸收与免疫防御功能。

3. ISC定向分化谱系特异性激活
   BL组杯状细胞（Muc2↑205.48%）、潘氏细胞（Lyz蛋白↑66.95%）和内分泌细胞（Chga↑80.67%）数量均增加，且PCNA和Lgr5蛋白表达显著升高，表明BL促进ISC多向分化。

4. Wnt与Notch通路交叉调控
   BL组LRP6和β-catenin蛋白水平上升而APC下降（P<0.05），同时Notch1受体和Dll4配体表达增强，激活下游靶基因Olfm4（P<0.01），揭示双通路协同作用机制。

结论与意义
该研究首次阐明蓝光通过LRP6/β-catenin和Notch1/Dll4双通路激活，驱动ISC自我更新并定向分化为吸收型（肠细胞）和分泌型（杯状/潘氏/内分泌细胞）谱系，从而优化肠道结构与功能。这一发现不仅为家禽养殖中光照参数的精准调控提供了分子靶点（如480nm BL优先应用），也为哺乳动物ISC的光调控研究提供了跨物种参考。研究建立的“光波长-ISC命运-生长性能”调控模型，为农业与生物医学领域的光干预策略开辟了新思路。