杜仲皮通过调控自噬和抑制NLRP3炎症小体减轻副鸡禽杆菌诱导的雏鸡肺损伤

本研究针对副鸡禽杆菌(Hp)感染引发的雏鸡肺炎及肺损伤问题，研究人员开展了杜仲皮(CE)通过调控自噬水平和NLRP3/Caspase-1/IL-1β炎症通路减轻肺损伤的机制研究。结果表明，CE能显著降低促炎因子分泌，抑制NLRP3、Caspase-1和IL-1β蛋白表达，上调关键自噬基因和蛋白，促进自噬从而缓解Hp诱导的肺炎损伤。CE可能成为治疗细菌性急性肺损伤的潜在治疗剂。

　　

在集约化家禽养殖业快速发展的背景下，细菌性呼吸道疾病已成为制约产业发展的重要瓶颈。其中，由副鸡禽杆菌(Haemophilus paragallinarum, Hp)感染引起的传染性鼻炎、气管炎和肺炎对雏鸡健康构成严重威胁，导致生长性能下降和显著经济损失。传统抗生素治疗虽能部分控制感染，但耐药菌株的出现和环境污染问题日益突出，迫切需要开发新型安全有效的抗感染剂和免疫调节剂。

杜仲皮(Cortex Eucommiae, CE)作为一种传统中药材，富含绿原酸、黄酮类和多糖等多种生物活性成分，近年来因其抗氧化、抗炎、抗菌和免疫调节等多重药理活性受到广泛关注。研究表明，CE能够缓解脂多糖诱导的小鼠肺损伤，但其对细菌性肺损伤的保护作用及机制尚未深入研究。细胞自噬与NLRP3炎症小体信号通路之间存在复杂相互作用：正常情况下，细胞自噬通过降解NLRP3组分负向调节炎症小体活化，减少Caspase-1激活和IL-1β释放，发挥抗炎作用；而当自噬功能受损时，线粒体活性氧(ROS)增加会激活NF-κB信号通路，促进NLRP3和pro-IL-1β转录，加剧炎症反应。

为了探究CE是否通过调节自噬水平抑制雏鸡肺组织病理损伤并识别潜在靶点，《Poultry Science》刊登了中国昆明学院农业与生命科学学院张博、廖博等研究人员的研究成果。该研究通过建立对照组、Hp感染组、Hp+CE组、Hp+雷帕霉素(Hp+Rapa)组和Hp+NLRP3抑制剂(INF39)组等实验组，采用HE染色和病理评分、ELISA检测炎症细胞因子表达、RT-PCR分析关键自噬基因和NLRP3/Caspase-1/IL-1β炎症通路基因、免疫组化和Western blot分析自噬蛋白(LC3)和炎症蛋白(NLRP3、Caspase-1、IL-1β)等多种技术方法，系统评估了CE对Hp诱导肺损伤的保护作用及机制。

研究主要采用了以下关键技术：使用SPF雏鸡建立Hp感染模型并进行分组干预；通过组织病理学HE染色和评分系统评估肺组织损伤程度；采用ELISA法检测血清中TNF-α、IL-18、IL-1β等促炎细胞因子水平；通过RT-PCR分析自噬相关基因(mTOR、ATG3、ATG5、ATG7、Beclin-1、LC3II)和NLRP3炎症通路基因(NLRP3、ASC、pro-Caspase-1、Caspase-1、pro-IL-1β、IL-1β)的mRNA表达；利用免疫组化和Western blot技术检测LC3、NLRP3、Caspase-1和IL-1β蛋白表达及定位。

CE mitigates inflammatory damage caused by Hp infection

组织病理学结果显示，Hp感染组雏鸡肺部出现大量炎性细胞浸润、肺泡壁增厚、肺泡腔狭窄和毛细血管充血等显著病理变化，而CE和Rapa干预显著改善了肺部组织病理学改变。ELISA分析表明，Hp组血清中IL-1β、IL-18和TNF-α水平显著升高，而CE和Rapa处理显著降低了这些细胞因子的水平。肺组织湿/干重比值显示Hp感染导致肺组织浆液渗出增加，而CE能有效抑制这种渗出。

CE impact on autophagy and oxidative stress

免疫组化和Western blot分析显示，Hp感染后肺组织细胞自噬率显著增加，CE和Rapa处理进一步提高了自噬率。氧化应激指标检测表明，Hp组抗氧化酶GSH-Px和SOD活性降低，而CE和Rapa处理提高了这些酶的活性。RT-PCR分析发现，Hp感染组自噬相关基因mTOR、ATG3、ATG5、ATG7、Beclin-1和LC3II的mRNA表达显著上调，CE和Rapa处理进一步增加了ATG3、ATG5、ATG7、Beclin-1和LC3II的表达，同时降低了mTOR的转录水平。

CE effects on the NLRP3/Caspase-1/IL-1β inflammatory pathway

免疫组化检测显示，Hp组NLRP3、Caspase-1和IL-1β蛋白表达显著升高，而CE和INF39处理显著降低了这些蛋白的表达。RT-PCR分析表明，Hp感染组NLRP3、ASC、pro-Caspase-1、Caspase-1、pro-IL-1β和IL-1β的mRNA水平明显上调，而CE和INF39处理显著下调了这些基因的表达。

研究结论表明，CE通过促进自噬和抑制NLRP3炎症小体表达，减轻了Hp诱导的雏鸡急性肺损伤。具体机制包括：CE上调关键自噬基因(ATG3、ATG5、ATG7、Beclin-1和LC3II)表达，促进自噬活动；同时抑制NLRP3/Caspase-1/IL-1β炎症通路激活，减少促炎细胞因子释放；改善氧化应激状态，提高抗氧化酶活性。这些发现为CE作为治疗细菌性急性肺损伤的潜在制剂提供了理论依据，也为家禽细菌性呼吸道疾病的防治提供了新思路。

该研究的重要意义在于首次系统阐明了CE通过调控自噬-NLRP3炎症小体轴缓解Hp诱导肺损伤的分子机制，为传统中药在现代畜牧业疾病防控中的应用提供了科学依据。同时，研究结果对于开发替代抗生素的新型植物源抗感染剂具有重要参考价值，有助于减少抗生素滥用导致的耐药性和环境污染问题。