牛磺酸通过调控Nrf2/Keap1和TLR4/NF-κB通路缓解百草枯诱导的断奶仔猪氧化应激及肠-肝轴损伤机制研究

针对断奶仔猪氧化应激导致的肠屏障功能障碍和肝损伤问题，西南大学团队通过2×2因子设计实验，揭示了0.4%牛磺酸(Tau)通过激活Nrf2/Keap1抗氧化通路、抑制TLR4/NF-κB炎症通路，显著改善肠黏膜修复、降低血清LPS水平并减轻肝纤维化的分子机制，为畜禽健康养殖提供新型营养干预策略。

　　

在现代集约化养殖中，断奶仔猪面临着严峻的氧化应激挑战。百草枯(PQ)作为典型的氧化应激诱导剂，会破坏肠道屏障功能并引发肝损伤，这种肠-肝轴功能障碍严重制约了畜禽生产效益。肠-肝轴作为连接肠道与肝脏的双向调控网络，其核心在于肠道屏障防止脂多糖(LPS)等毒素进入门静脉，而肝脏则通过胆汁酸分泌调节肠道菌群平衡。当这一平衡被打破时，会形成"肠道渗漏-肝脏炎症-菌群失调"的恶性循环。目前，如何通过营养干预打破这种循环成为畜牧领域的研究热点。

西南大学动物科技学院的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表的研究中，创新性地采用牛磺酸(Tau)这一含硫β-氨基酸作为干预手段。研究人员设计2×2因子实验，将40头25日龄杜洛克×长白×约克夏三元杂交断奶仔猪分为四组：基础日粮组(NS)、0.4% Tau添加组(TNS)、PQ应激组(NSP)以及PQ应激+Tau组(TNSP)。通过腹腔注射10 mg/kg BW的PQ建立氧化应激模型，综合运用16S rDNA测序、分子对接、病理形态学分析和多组学联用技术，系统阐明了Tau的肠-肝保护机制。

主要技术方法

研究采用40头断奶仔猪建立PQ诱导的氧化应激模型，通过ELISA检测血清氧化/炎症指标，H&E和Masson染色观察组织病理变化，qPCR和Western blot分析Nrf2/Keap1和TLR4/NF-κB通路关键基因表达，16S rDNA测序解析肠道菌群结构，结合PLS-PM路径模型和分子 docking 预测Tau与LRP6/Keap1/TLR4的相互作用。

Tau改善仔猪肠道屏障功能

PQ暴露导致回肠绒毛断裂脱落、隐窝深度(CD)增加，而Tau显著提高绒毛高度(VH)和VH/CD比值。在分子水平上，Tau使紧密连接蛋白Occludin(OCLN)、Claudin-1(CLDN1)和ZO-1(TJP1)表达量提升2.1-3.3倍，并通过激活Wnt/β-catenin通路促进LGR5⁺干细胞增殖。有趣的是，分子对接显示Tau与LRP6结合能达-2.363 kcal/mol，这可能是其增强肠上皮修复的关键。

双重调控氧化应激与炎症

PQ使肝脏丙二醛(MDA)水平升高67%，而Tau通过结合Keap1(-3.794 kcal/mol)激活Nrf2通路，使超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性恢复至正常水平。同时，Tau与TLR4的相互作用(-3.697 kcal/mol)显著抑制NF-κB通路，使促炎因子TNF-α和IL-6表达降低40-55%，而抗炎因子IL-10提升2.1倍。

重塑肠道菌群生态

16S分析显示PQ使拟杆菌门(Bacteroidota)丰度降低38%，而Tau使其恢复至28.5%。在属水平上，Tau抑制PQ诱导的乳酸杆菌(Lactobacillus)过度增殖(从45.7%降至29.2%)，同时促进普雷沃菌(Prevotella)等有益菌定植。BugBase分析揭示Tau使革兰阴性菌比例从19.4%提升至31.7%，增强了菌群应激耐受性。

肠-肝轴协同保护机制

PLS-PM路径模型显示，Tau通过三重机制改善肠-肝轴功能：①直接增强肠道屏障(β=0.308)，降低血清LPS水平42%；②提升全身抗氧化能力(T-AOC提高53%)；③抑制TLR4/NF-κB通路(β=-0.766)减轻肝纤维化面积61%。这种多靶点调控使仔猪平均日增重(ADG)提高21%，料重比(FCR)降低17%。

该研究首次系统阐释了Tau通过Nrf2/Keap1-TLR4/NF-κB双通路协调肠-肝轴功能的分子机制，不仅为防治畜禽氧化应激提供了新型营养策略，其揭示的LRP6/Wnt-β-catenin调控网络更为人类代谢性疾病研究提供了新思路。值得注意的是，Tau对CD8⁺ T细胞的潜在调控作用暗示其在免疫代谢领域可能有更广泛的应用前景。未来研究可进一步探索Tau与益生菌的协同效应，以及其在胆汁酸代谢调控中的具体作用靶点。