不同浓度共轭亚油酸（CLA）膳食添加对小鼠血清和乳腺组织抗氧化与抗炎功能的影响及1%剂量优化

《Food Science & Nutrition》：Effects of Supplementing the Diets of Mice With Different Concentrations of Conjugated Linoleic Acid on the Anti-Inflammatory Function of the Mammary Gland

　　

研究人员评估了膳食添加不同浓度共轭亚油酸（CLA）对小鼠血清和乳腺组织抗氧化能力及抗炎作用的影响。将24只妊娠7天、体重（BW）=37.79±2.17 g的ICR小鼠分为4组（每组n=6）：对照组（CN）饲喂正常日粮，3个处理组分别饲喂添加0.5% CLA、1% CLA或2% CLA的正常日粮。每只小鼠自由采食和饮水。饲喂49天后，注射脂多糖（LPS）诱导炎症，24 h后，实验动物经腹腔注射戊巴比妥钠（40–50 mg/kg）麻醉。达到深度麻醉后，从眶后静脉丛采集血液。随后，给予过量戊巴比妥钠（总剂量150–200 mg/kg）安乐死动物。确认呼吸和心跳停止后，采集乳腺组织用于分析。采用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清和乳腺组织中抗氧化和炎症因子的表达水平，并进一步通过逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）定量乳腺炎症因子的mRNA表达水平。保留部分组织样本用于组织病理学观察。结果显示，与对照处理相比，CLA补充显著提高了总抗氧化能力（T-AOC）和超氧化物歧化酶（SOD）水平，其中1% CLA组增加最明显（p < 0.001）。白细胞介素1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子（TNF-α）和白细胞介素6（IL-6）含量显著降低，1% CLA组最低（p < 0.001）。丙二醛（MDA）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）水平均显著下降，1% CLA组最低（p < 0.001）。2% CLA组过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPAR-γ）基因相对表达显著高于CN组（p < 0.05），1% CLA组表现出一定促进作用。与CN组相比，1% CLA组TNF-α和白细胞介素8（IL-8）基因相对表达水平显著降低（p < 0.05）。组织病理学分析显示，1% CLA组小鼠乳腺腺泡结构保持完整，腺泡腔炎性浸润极少。总之，膳食添加CLA对小鼠血清和乳腺组织具有明显抗氧化和抗炎作用，其中1%添加水平效果最佳。本研究聚焦CLA剂量优化，结果为CLA在奶牛养殖中的转化应用提供基础剂量参考。

论文解读：不同浓度共轭亚油酸（CLA）膳食添加对小鼠乳腺抗氧化和抗炎功能的影响及剂量优化

研究背景方面，随着集约化畜牧发展，奶牛生产性能提高，但乳腺代谢增强导致的氧化应激日益突出。过量自由基产生可导致饲料利用率下降和产奶量降低，使奶牛更易发生氧化应激损伤，进而诱发乳房炎及相关病理，降低乳品质和产量，造成经济损失。抗生素曾是防治乳房炎的主要手段，但耐药和残留问题严重。预防仍是最有效控制方法，因此急需膳食添加剂以减少氧化应激、提高乳腺抗炎能力。共轭亚油酸（CLA）是亚油酸的位置和几何异构体，具共轭双键，主要存在于肉和乳制品，蔬菜油中含量低。主要异构体为cis-9, trans-11-CLA（c9, t11-CLA），占乳中总CLA的80%–90%。CLA参与多种生理活动，具抗癌、抗炎、抗肿瘤、降体脂和降血糖等功能。既往研究显示，CLA可增加抗炎细胞因子、减轻神经炎症、经DRP1/mtDNA/STING通路减轻牛肝细胞氧化损伤、缓解产后牛全身炎症和氧化应激、影响乳蛋白和乳腺脂肪酸合成、激活抗氧化信号，并调节IL-6、TNF-α、IL-1β等。但CLA抗氧化效果在牛不同泌乳阶段不一致，剂量与效应关系仍需优化。研究人员前期以牛乳腺上皮细胞（BMECs）为模型发现200 μmol/L c9, t11-CLA有效抑制促炎因子，为体内应用提供细胞基础。因此，本研究以LPS刺激的妊娠小鼠为体内模型，核心目标是优化CLA膳食补充剂量，系统评价不同浓度CLA对血清和乳腺组织抗氧化和抗炎作用，筛选缓解乳腺炎症的最佳有效剂量，为CLA作为奶牛养殖膳食添加剂提供体内数据和剂量参考。

主要关键方法：选用24只妊娠7天ICR小鼠，体重37.79±2.17 g，来自Academy of Military Medical Sciences (Beijing, China)，批准号SCXK (Jing) 2019-0010；随机分为CN、0.5% CLA、1% CLA、2% CLA四组（n=6），自由采食饮水。饲喂49天后，经第四对乳腺注射50 μL 0.2 mg/mL脂多糖（LPS）诱导炎症；24 h后麻醉、采血、安乐死并采集乳腺组织。采用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清和乳腺组织抗氧化酶与炎症因子；逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测乳腺炎症相关基因mRNA；乳腺组织HE染色与组织病理学观察；IBM SPSS 27单因素方差分析（ANOVA）及LSD比较。

研究结果：3.1 CLA对小鼠血清抗氧化酶活性和炎症因子水平的影响。通过ELISA检测发现，与CN组相比，各CLA组MDA和GPx显著降低，1%组最低（p < 0.001），分别降低约3.91%和5.49%；SOD和T-AOC显著升高，1%组最高（p < 0.001），分别提高7.38%和7.13%。IL-1β、TNF-α、IL-6显著降低，1%组最低，分别降低56.28%、69.68%、40.93%（p < 0.001）。表明1% CLA对血清抗氧化和抗炎效果最显著。3.2 CLA对小鼠乳腺组织抗氧化酶活性和炎症因子水平的影响。通过ELISA检测发现，与CN组相比，MDA和GPx显著降低，1%组最低（p < 0.001），分别降低约3.56%和4.09%；SOD和T-AOC显著升高，1%组最高（p < 0.001），分别增加约5.71%和6.29%。IL-1β、TNF-α、IL-6显著降低，1%组最低，分别降低约16%、34%、13%（p < 0.001），其次为2%组。表明1% CLA对乳腺抗炎最显著。3.3 CLA对小鼠乳腺组织炎症因子表达水平的影响。通过RT-PCR检测发现，与CN组相比，PPARγ相对表达在2% CLA组显著升高（p < 0.05），1%组有升高趋势；TNF-α相对表达在0.5%和1%组显著低于CN（p < 0.05），1%组降幅最大；IL-8相对表达在1%和2%组显著下调（p < 0.05），1%组最明显。表明1% CLA抗炎作用最显著。3.4 CLA对LPS诱导小鼠乳腺炎性损伤的组织病理学评价。通过HE染色观察发现，CN组腺泡结构完整但明显肿胀，伴炎性细胞浸润；0.5%组腺泡完整但多数明显炎性浸润；1%组腺泡结构完整，仅少量炎性浸润，多数腺体正常；2%组腺泡完整但多数少量炎性浸润。CN组呈典型乳腺炎病变，模型复制成功。各CLA剂量不同程度增强乳腺抗炎能力，1%保护最明显。

讨论部分总结：氧化应激是促氧化与抗氧化系统失衡，导致活性氧（ROS）过多并损害细胞。GPx、MDA和SOD可量化氧化应激。CLA具抗氧化特性，但GPx调节存在异构体差异。Zhang et al. (2024)发现c9, t11-CLA可调节BMECs中GPx活性。本研究中CLA组GPx低于对照；而动脉粥样硬化患者每日补充3 g 50:50的c9, t11和t10, c12 CLA两个月后GPx显著升高，与本研究相反；也有报道CLA降低人MDA但不影响GPx。因此效果可变且有争议。GPx降低不一定表示抗氧化能力受损，可能反映CLA抑制LPS诱导氧化应激，降低氧化负担。CLA可改善BMECs氧化还原状态，尤其t10, c12-CLA具保护作用；50:50异构体影响HMOX-1，增强牛外周血单核细胞（PBMCs）抗氧化；CLA比必需脂肪酸（EFAs）更有效增强BMECs抗氧化。MDA低与抗氧化能力高相关。本研究中CLA组MDA和GPx显著降低，1%最低。T-AOC反映总体抗氧化防御。本研究中CLA组SOD显著增加，与既往一致。Ayd?n et al. (2018)发现CLA上调GSH等抗氧化酶；富含CLA的黄油提高小鼠SOD；Chen et al. (2024)发现1%–3% CLA提高后期蛋鸡SOD，2%–4%提高T-AOC。本研究中SOD和T-AOC在CLA组显著增加，1%最高。促炎因子和基因表达不呈单调趋势：0.5%仅轻微下调IL-1β、TNF-α、IL-8；2%抑制弱于1%，仅1%最大抑制TNF-α和IL-8转录和蛋白分泌。PPARγ mRNA在2%最高但抗炎未相应增加。由于仅测PPARγ基因表达而未验证通路，原文推测可能存在剂量依赖饱和或负反馈调节，但该研究仅提示PPARγ可能参与，不能确认直接因果。组织病理支持剂量特异，无线性剂量反应。妊娠和泌乳高峰期乳腺易氧化应激，易发生乳房炎，降低奶产量和质量，甚至不可逆损伤。LPS刺激后CN组腺泡不完整、明显浸润；1%组腺泡完整、少量浸润。炎症加剧氧化应激，IL-1β刺激ROS并降低GPx、SOD。CLA可缓解炎症，人试验中CLA增加IL-10，降低NF-κB、TNF-α、IL-2、IL-8。本研究1%组TNF-α和IL-8基因显著降低。Bassaganya-Riera et al. (2012)发现CLA抑制TNF-α和IL-17。BMEC模型中c9, t11-CLA抑制Escherichia coli诱导的IL-1、IL-6、IL-8过表达，上调抗炎细胞因子。50 μM c9, t11和t10, c12抑制BMEC促炎细胞因子转录，限制促炎因子释放和ROS。PPARγ主要调节代谢炎症，与NF-κB互作阻止其核转位，抑制TNF-α、IL-1、IL-6。Yu et al.和Shuai et al. (2025)发现CLA经PPARγ下调RAW264.7巨噬细胞IL-1β、TNF-α、IL-6。本研究中CLA组细胞因子显著低于CN，实现抗炎。PPARγ激活是CLA缓解结肠炎核心机制。动脉粥样硬化模型中CLA介导PPARγ激活抑制促炎细胞因子，促巨噬细胞抗炎表型。Manna and Ramesh (2005)发现50 μmol/L c9, t11-CLA显著降低LPS刺激BMEC的IL-6、TNF-α和IL-10 mRNA。TNF-α通常通过激活NF-κB驱动细胞因子，PPARγ可通过IκB-α依赖机制抑制NF-κB。但本研究只检测PPARγ mRNA，未验证PPARγ蛋白激活、与NF-κB结合或下游信号变化，因此仅提供初步表达趋势，不能确认直接因果和具体机制。三种剂量中1% CLA对小鼠乳腺抗炎最显著。实际价值比较：小鼠1%膳食CLA，按37.79 g C57BL/6J雄性小鼠、标准日采食4.5 g计算，每日CLA摄入0.045 g。根据Meeh-Rubner公式BSA(m²) = k × (body weight g)^2/3 × 10^–6，K_mouse=9.1，K_human=10.1。奶牛瘤胃保护CLA典型剂量为20–100 g/头/天，600 kg牛约0.03–0.17 g/kg BW/day。小鼠暴露剂量与牛大致相似，但消化系统不同：小鼠为单胃动物，CLA直接进入小肠吸收；牛瘤胃微生物强烈生物氢化不饱和脂肪酸，多数未保护CLA转化为硬脂酸，生物利用度极低。因此外推到奶牛需使用瘤胃保护CLA，不能简单按体重换算。

研究结论翻译：研究表明，与CN组相比，膳食补充1% CLA提高小鼠血清和乳腺组织中SOD活性和T-AOC，同时降低MDA、GPx和促炎细胞因子IL-1β、TNF-α、IL-6水平。与CN组相比，1% CLA组TNF-α表达水平达到最低。1% CLA组炎性浸润显著减少。总之，含1% CLA的日粮在小鼠血清和乳腺组织中表现出最显著的抗氧化和抗炎作用。本研究采用小鼠作为动物模型，为未来CLA在奶牛养殖中的应用提供基础数据。本研究使用小鼠作为体内剂量优化和疗效验证的动物模型，这些结果为CLA在奶牛养殖中缓解乳腺炎症的应用提供理论依据。