《Poultry Science》：Pasture grazing reduces the incidence of hepatic osteodystrophy in meat-type geese: Insights from the liver bone axis
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本研究针对现代集约化养殖中高能圈饲易致鹅发生脂肪肝和肝性骨营养不良（HOD）的问题，探讨了多年生黑麦草牧场放牧的干预效果。研究发现，放牧通过增加短链脂肪酸（SCFAs）产生，抑制肝脏蛋白磷酸酶2Acα（PP2Acα），上调卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）及其上游转录因子USF1的表达，从而优化脂代谢、减轻炎症与氧化应激，并最终通过肝-骨轴改善骨骼微结构、减少破骨细胞数量，为预防HOD提供了营养策略和分子机制新见解。
在现代化的鹅养殖业中，为了追求高效生产，普遍采用高能量、限制活动的圈养模式。这种模式虽然能在短期内促进增重，却埋下了健康的隐患。其中最突出的问题之一便是肝脏健康受损，进而引发一系列连锁反应。鹅的肝脏在密集的能量摄入下不堪重负，容易发生脂肪肝出血性综合征（FLHS），这是一种以肝脏脂肪过度堆积为特征的代谢性疾病。然而，问题的严重性远不止于肝脏本身。越来越多的证据表明，肝脏与骨骼之间存在着一条被称为“肝-骨轴”的精密通讯网络。当肝脏功能因脂肪浸润和慢性炎症而失调时，它会向骨骼发出错误的信号，扰乱正常的骨形成与骨吸收平衡，最终导致一种名为“肝性骨营养不良（HOD）”的骨骼病变。HOD的特点是骨量减少、骨骼结构脆弱、骨折风险增加，这不仅严重影响鹅的动物福利，也给养殖业带来显著的经济损失。因此，寻找一种能够同时维护肝脏和骨骼健康的可持续饲养策略，成为了当前研究的热点。传统的思路往往侧重于药物治疗或单一的饲料添加剂，而一项发表于《Poultry Science》的研究则另辟蹊径，将目光投向了最自然的解决方案——牧场放牧。
为了探究牧场放牧对肉鹅肝性骨营养不良的保护作用及内在机制，研究人员设计了一项为期60天的实验。他们将300只1日龄混合性别的肉鹅随机分为两组：一组接受常规商业饲料圈养（CF组），另一组则在以多年生黑麦草为主的牧场上进行放牧（PF组）。研究在实验的第15、30和60天采集血液、肝脏、回肠内容和胫骨样本，运用了一系列技术方法进行分析。关键的技术手段包括：血清生化指标和骨代谢标志物的酶联免疫吸附测定（ELISA）、肝脏和胫骨组织的苏木精-伊红（H&E）染色和抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色以评估组织病理学变化和破骨细胞数量、胫骨微结构通过微计算机断层扫描（Micro-CT）进行分析、短链脂肪酸（SCFAs）含量采用气相色谱法测定、基因表达水平通过实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测、关键蛋白（PP2Acα, LCAT, USF1）的表达通过蛋白质印迹（Western Blotting）进行验证，以及蛋白的亚细胞定位通过免疫荧光（IF）进行观察。
效果分析：研究结果
1. 牧场放牧对鹅骨标志物的影响
研究表明，牧场放牧显著改善了骨骼代谢平衡。放牧组（PF）鹅的血清骨形成标志物I型前胶原N端前肽（PINP）显著升高，而骨吸收标志物I型胶原C端肽（CTX）则显著降低。同时，促进骨形成的骨形态发生蛋白2（BMP2）和骨桥蛋白（OPN）的蛋白及基因表达水平均显著上调。相反，与破骨细胞生成和活性密切相关的基因，如组织蛋白酶K（CTSK）、基质金属蛋白酶9（MMP9）、破骨细胞刺激因子1（OSTF-1）和抗酒石酸酸性磷酸酶5（ACP5）的表达则被显著抑制。这些结果一致表明，放牧促进了骨形成，同时抑制了骨吸收。
2. 牧场放牧对鹅免疫反应的影响
放牧饲养表现出强大的抗炎作用。在PF组鹅的肝脏和胫骨中，促炎细胞因子白介素6（IL-6）和白介素18（IL-18）的水平均显著下降，而抗炎细胞因子白介素4（IL-4）的水平则显著升高。这表明放牧通过调节细胞因子网络，有效缓解了全身性的慢性炎症状态。
3. 牧场放牧对鹅脂质代谢的影响
在分子机制上，研究揭示了放牧调控肝脏脂代谢的关键通路。PF组鹅肝脏中蛋白磷酸酶2A催化亚基α（PP2Acα）的活性和基因表达均显著降低。与此同时，脂质合成关键调控因子固醇调节元件结合蛋白2（SREBP2）及其下游靶基因羟甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGCR）、脂肪酸合酶（FASN）的表达也受到抑制。相反，负责胆固醇逆向转运的关键酶卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）及其上游转录调控因子上游刺激因子1（USF1）的表达则显著上调。蛋白质印迹结果进一步证实了PF组中LCAT和USF1蛋白表达增加，而PP2Acα蛋白表达降低。
4. 牧场放牧对肝脏组织病理学、免疫球蛋白和肝脏酶的影响
肝脏组织学检查显示，PF组鹅的肝脏指数（肝重/体重）降低，炎症细胞浸润、脂肪变性和坏死等病理变化得到明显改善。在功能上，PF组鹅血清中的免疫球蛋白A（IgA）、G（IgG）和M（IgM）水平均显著高于CF组，表明免疫功能增强。更重要的是，作为肝细胞损伤标志物的丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）的活性在PF组中显著降低，直接证明了放牧对肝脏的保护作用。
5. 牧场放牧对骨微观结构的影响
Micro-CT分析从结构层面证实了放牧对骨骼的益处。PF组鹅的胫骨骨体积、骨表面积、连接密度和骨小梁孔隙率均显著优于CF组。TRAP染色显示，PF组骨骼单位面积内的破骨细胞数量显著减少，这与前述骨吸收标志物降低的结果相互印证，表明放牧有效抑制了过度的骨吸收。
6. 牧场放牧对血清生化指标和抗氧化活性的影响
在代谢层面，PF组鹅血清中的总胆固醇（T-CHOL）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）和葡萄糖（GLU）水平显著降低，而高密度脂蛋白（HDL）水平升高，表明脂质代谢状况改善。在抗氧化方面，PF组肝脏中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性增强，而氧化应激标志物丙二醛（MDA）和硫代巴比妥酸反应物（TBARS）的含量减少。分子水平上，抗氧化防御核心调控因子核因子E2相关因子2（Nrf2）的mRNA表达上调，而其抑制蛋白Keap1的表达下调，激活了机体的内源性抗氧化通路。
7. 牧场放牧对短链脂肪酸（SCFAs）产生的影响及其相关性
对回肠内容的分析发现，PF组鹅体内乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸（SCFAs）的含量显著高于CF组。相关性分析进一步显示，这些SCFAs与LCAT、USF1、PINP等有益指标呈正相关，而与PP2Acα、SREBP2、CTX等不利指标呈负相关，提示SCFAs可能是连接放牧饮食与肝骨轴健康改善的重要代谢物。
研究结论与意义
该研究系统地阐明了牧场放牧通过调控“肝-骨轴”减轻肉鹅肝性骨营养不良的多重保护机制。其核心创新点在于发现了PP2Acα/LCAT-USF1信号通路是放牧干预的关键靶点。研究结论表明，牧场放牧提供的饮食（如多年生黑麦草）经肠道微生物发酵产生丰富的短链脂肪酸（SCFAs），这些SCFAs进入体循环后，能够抑制肝脏中的PP2Acα信号。对PP2Acα的抑制，解放了转录因子USF1，使其能够更有效地启动LCAT基因的转录。LCAT水平的升高促进了高密度脂蛋白（HDL）的成熟和胆固醇的逆向转运，从而优化了肝脏的脂质代谢，减轻了肝脏的脂肪变性和炎症。一个健康的肝脏通过“肝-骨轴”发出积极的信号，一方面通过改善全身代谢和炎症环境为骨骼健康创造有利条件，另一方面可能通过影响特定的激素或细胞因子，直接促进成骨细胞活性和抑制破骨细胞生成，最终实现改善骨骼微结构、增强骨骼强度的效果。
这项研究不仅为预防家禽肝性骨营养不良提供了一种切实可行、动物福利友好的营养策略（即牧场放牧），更重要的是，它从分子水平揭示了饮食、肠道微生物代谢产物（SCFAs）、肝脏脂代谢与骨骼健康之间的内在联系，深化了我们对多器官间代谢对话的理解。这一机制模型对于理解其他物种（包括人类）中代谢性肝病与骨质疏松的共病现象也可能具有重要的启发意义。
