萜品-4-醇通过Wnt/β-连环蛋白信号通路调节肠道上皮细胞的稳态，从而缓解断奶仔猪因脂多糖引起的肠道损伤

《Animal Nutrition》：Terpine-4-ol alleviates lipopolysaccharide-induced intestinal injury in weaned piglets by regulating intestinal epithelial cell homeostasis via the Wnt/β-catenin signaling pathway

肠道上皮细胞稳态与terpine-4-ol调控机制研究。摘要：通过补充30、60、90 mg/kg terpine-4-ol，发现60 mg/kg组显著提升断奶仔猪日增重（427.24 g/d）和采食量（591.07 g/d），降低料肉比（1.34），并减少腹泻率至7.14%。LPS刺激导致 jejunum villus length缩短（265.25 μm→481.06 μm）和 crypt depth加深（280.74 μm→253.32 μm），terpine-4-ol通过激活Wnt/β-catenin通路（基因表达提升2.1-3.8倍）增强肠道干细胞增殖（Lgr5+细胞增加21.4%），抑制凋亡（caspase3+细胞减少62.2%），并修复杯状细胞（Muc2分泌增加73.3%）和潘氏细胞（Lyz表达提升58.9%）。推荐日粮添加60 mg/kg terpine-4-ol。

　　这项研究聚焦于肠道健康与功能维持，通过探讨茶树油的主要活性成分——萜品醇-4-醇（terpine-4-ol）对断奶仔猪肠道屏障功能和肠道上皮细胞（intestinal epithelial cells, IECs）稳态的影响，揭示了其在缓解肠道炎症损伤中的潜在作用。研究结果表明，不同剂量的萜品醇-4-醇对仔猪的生长性能、腹泻率及肠道结构和功能具有显著改善效果，其中推荐的剂量为60 mg/kg。研究不仅为寻找抗生素替代品提供了科学依据，也为改善断奶仔猪肠道健康提供了新的思路。

### 肠道健康与仔猪生产

在仔猪养殖过程中，断奶后肠道屏障功能的削弱和肠道炎症的诱发是常见的问题，导致腹泻、生长迟缓以及较高的死亡率。这些问题不仅影响了仔猪的健康状况，也对畜牧业的经济效益带来了负面影响。为了应对这一挑战，研究者开始探索天然植物提取物作为抗生素的替代品。茶树油作为一种天然植物提取物，因其具有抗菌和抗炎特性，已被广泛研究用于改善仔猪的肠道健康。然而，其具体活性成分及其作用机制尚未完全明确。

在本研究中，研究人员选择了茶树油的主要成分——萜品醇-4-醇作为研究对象。该成分在茶树油中的占比约为60%，并且已被证实具有抗炎特性，能够降低促炎性细胞因子的表达。通过在断奶仔猪的饲料中添加不同剂量的萜品醇-4-醇，研究者评估了其对肠道结构和功能的影响，并试图确定最适宜的添加剂量。研究结果表明，添加萜品醇-4-醇可以显著提高仔猪的平均日增重（ADG）和平均日采食量（ADFI），同时降低饲料转化率（FCR）和腹泻率，从而改善仔猪的整体健康状况和生长性能。

### 肠道上皮细胞稳态与肠道炎症

肠道上皮细胞是维持肠道屏障功能和肠道微生物共生关系的关键细胞。这些细胞从肠道干细胞分化而来，包括杯状细胞、内分泌细胞、Paneth细胞和吸收细胞。它们在分泌细菌抗原、传递免疫介质以及强化肠道黏膜屏障方面发挥着重要作用。当这些细胞的功能受到干扰时，可能会引发肠道炎症，如炎症性肠病（IBD）等。

本研究通过实验观察到，LPS（脂多糖）对仔猪肠道造成显著损伤，具体表现为小肠绒毛长度缩短、绒毛高度与隐窝深度比值（V/C）降低，隐窝深度增加。这些变化表明，LPS挑战会破坏肠道上皮细胞的稳态，进而影响肠道功能。相比之下，萜品醇-4-ol的添加显著改善了这些指标。在小肠绒毛和隐窝结构中，高剂量的萜品醇-4-ol（HTP）显著提高了绒毛长度和V/C比值，同时降低了隐窝深度。这说明萜品醇-4-ol能够有效恢复因LPS挑战而受损的肠道结构。

此外，研究人员还观察了肠道上皮细胞的增殖和凋亡情况。Ki67是细胞增殖的标志物，而caspase 3则是细胞凋亡的标志物。LPS挑战导致Ki67阳性细胞数量减少和caspase 3阳性细胞数量增加，表明肠道细胞增殖受到抑制，而凋亡增加。然而，萜品醇-4-ol的添加显著提高了Ki67阳性细胞数量，同时降低了caspase 3阳性细胞数量，这表明其能够促进肠道细胞的增殖并抑制其凋亡，从而维持肠道上皮细胞的稳态。

### 肠道干细胞与免疫调节

肠道干细胞是肠道上皮细胞更新和再生的基础。Lgr5是肠道干细胞的一个重要标志物，其表达水平的下降可能意味着干细胞功能受损。研究结果显示，LPS挑战显著降低了Lgr5的表达，而萜品醇-4-ol的添加则能够逆转这一效应，提升Lgr5的表达水平。这表明萜品醇-4-ol可能通过调节肠道干细胞的功能来改善肠道健康。

与此同时，Bmi1基因的表达也受到LPS的影响，其表达水平在LPS刺激下下降。然而，萜品醇-4-ol的添加显著提高了Bmi1的表达，这进一步支持了其对肠道干细胞的保护作用。这些发现表明，萜品醇-4-ol可能通过维持肠道干细胞的活性，促进肠道上皮细胞的更新，从而改善肠道结构和功能。

### 杯状细胞与黏液分泌

杯状细胞是肠道黏膜中分泌黏液的重要细胞，它们在维持肠道屏障功能和抵御病原体方面起着关键作用。LPS挑战导致杯状细胞数量减少，同时黏液分泌量下降，这可能进一步削弱肠道的防御能力。然而，研究发现，添加萜品醇-4-ol（特别是中等剂量MTP）显著提高了杯状细胞的数量和黏液分泌水平，这表明其能够增强肠道黏液屏障，从而减少病原体对肠道的侵害。

此外，黏液2（Muc2）是肠道黏液的主要成分之一，其表达水平的下降通常与肠道屏障功能受损相关。研究结果显示，LPS挑战导致Muc2表达水平显著降低，而萜品醇-4-ol的添加能够显著提升Muc2的表达，特别是在高剂量HTP组中。这表明萜品醇-4-ol不仅能够增加杯状细胞的数量，还能增强其功能，从而提高肠道的防御能力。

### 内分泌细胞与吸收细胞

内分泌细胞在肠道中发挥着调节激素分泌和免疫反应的作用。研究发现，LPS挑战导致内分泌细胞标志物染色体颗粒A（ChgA）的表达水平显著降低，这可能影响肠道激素的分泌，进而影响肠道的免疫调节功能。然而，萜品醇-4-ol的添加能够显著提升ChgA的表达，表明其可能通过增强内分泌细胞的功能来改善肠道的免疫反应。

吸收细胞是肠道中负责营养物质吸收的重要细胞，其标志物是绒毛蛋白（villin）。LPS挑战导致villin的表达水平下降，这可能影响肠道的吸收功能。然而，萜品醇-4-ol的添加能够显著提升villin的表达，特别是在中等剂量MTP组中。这表明萜品醇-4-ol可能通过增强吸收细胞的功能，提高肠道的营养吸收能力，从而改善仔猪的生长性能。

### Wnt/β-catenin信号通路的作用

Wnt/β-catenin信号通路在肠道上皮细胞的稳态维持中起着关键作用，它不仅调控肠道干细胞的增殖和分化，还影响肠道上皮细胞的更新和再生。研究发现，LPS挑战显著抑制了Wnt/β-catenin信号通路相关基因和蛋白的表达，如Wnt1、β-catenin、TCF4、cyclin D1和c-Myc。然而，萜品醇-4-ol的添加能够显著逆转这一抑制效应，提升这些基因和蛋白的表达水平。

此外，研究还发现，LPS挑战导致轴抑制蛋白2（Axin2）的表达水平下降，而萜品醇-4-ol的添加能够显著提升Axin2的表达。Axin2作为Wnt信号通路的负调控因子，其表达水平的提升可能意味着Wnt信号通路的激活。这一发现进一步支持了萜品醇-4-ol通过激活Wnt/β-catenin信号通路来改善肠道稳态的假设。

### 结论与应用前景

综上所述，萜品醇-4-ol的添加能够显著改善断奶仔猪的生长性能，降低腹泻率，并通过调节肠道上皮细胞的稳态来减轻LPS引起的肠道损伤。研究还发现，萜品醇-4-ol能够通过激活Wnt/β-catenin信号通路来促进肠道干细胞的增殖和分化，从而维持肠道屏障功能。基于这些结果，研究推荐在仔猪饲料中添加60 mg/kg的萜品醇-4-ol以达到最佳的肠道健康效果。

本研究为抗生素替代品的开发提供了新的思路，也为仔猪肠道健康的营养调控提供了科学依据。未来的研究可以进一步探讨萜品醇-4-ol与肠道微生物群落之间的相互作用，以及其在不同动物模型中的应用效果。这些研究将有助于更全面地理解萜品醇-4-ol的作用机制，并为其在畜牧业中的广泛应用奠定基础。