黄芪多糖通过靶向水通道蛋白1缓解运输应激诱发雏鸡肾脏离子稳态失衡的机制研究

本研究针对家禽运输应激(TS)导致的肾脏损伤问题，揭示了黄芪多糖(APS)通过调控水通道蛋白(AQPs)和离子转运ATP酶活性，选择性靶向AQP1改善离子(Na+/K+/Ca2+/Mg2+)紊乱的作用机制。东北农业大学团队结合主成分分析(PCA)和细胞热位移实验(CETSA)，首次证实APS通过修复AQP1功能缓解TS诱发的肾小管损伤，为家禽抗应激制剂开发提供新靶点。

　　

在现代化家禽养殖中，刚出壳的雏鸡面临从孵化场到养殖场的运输挑战——持续数小时的颠簸、温度波动和禁水等应激源会引发严重的运输应激(Transport Stress, TS)。这种应激不仅导致雏鸡体重下降，更会造成肾脏组织学损伤，表现为肾小管上皮细胞空泡化、肾小球上皮细胞脱落等病理特征。究其根源，可能与肾脏离子转运系统和水分调节功能紊乱密切相关。然而，目前针对TS诱发肾脏损伤的分子机制尚未阐明，也缺乏有效的干预手段。

东北农业大学动物医学院的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究中，首次系统揭示了黄芪多糖(Astragalus Polysaccharides, APS)通过靶向水通道蛋白1(AQP1)缓解TS诱导的雏鸡肾脏离子稳态失衡的作用机制。研究人员采用模拟TS的恒温摇床处理模型，结合主成分分析(PCA)、细胞热位移实验(CETSA)和基因沉默等技术，发现APS能显著改善TS导致的Na⁺/K⁺/Ca²⁺/Mg²⁺等离子紊乱，其核心机制是通过特异性结合AQP1蛋白，恢复离子转运ATP酶活性和水通道蛋白表达网络。

关键技术方法包括：建立雏鸡模拟TS模型（0.1×g相对离心力处理2-8小时）；检测血尿素氮(BUN)等肾功能指标；qRT-PCR和Western blot分析离子通道基因(ATP1A1/ATP2A2等)和AQPs表达谱；PCA筛选关键靶点；CETSA验证APS-AQP1直接互作；siRNA转染进行功能验证。

主要研究结果

1. TS诱导肾脏损伤：组织病理学显示TS组出现肾小管扩张和上皮细胞脱落，BUN水平显著升高，伴随Na⁺-K⁺-ATP酶等活性下降和AQPs表达抑制。
2. APS改善离子稳态：APS预处理显著恢复TS导致的Na⁺/K⁺/Cl^-/Ca²⁺/Mg²⁺浓度异常，上调ATP1A1、ATP2A2等离子通道基因表达。
3. AQP1作为关键靶点：PCA分析表明AQP1是APS作用的最重要变量，CETSA证实APS直接结合AQP1并增强其热稳定性（ΔT_m值提高3.2℃）。
4. 功能验证：AQP1沉默后，APS对TS的保护效应被显著削弱，证实AQP1是APS调控离子稳态的核心介质。

结论与意义
该研究首次阐明APS通过"AQP1-离子通道"轴缓解TS肾脏损伤的分子机制：TS破坏ATP酶活性和AQPs网络→引发渗透压失衡→导致离子紊乱→诱发肾损伤；APS选择性结合AQP1→重建离子转运功能→恢复Na⁺/K⁺等稳态→减轻病理损伤。这一发现不仅拓展了APS在抗应激领域的应用价值，更为开发基于AQP1靶点的家禽抗TS制剂提供了理论依据。研究采用的PCA-CETSA-siRNA多维度靶点鉴定策略，也为天然产物作用机制研究提供了方法学参考。