《Poultry Science》:Selenomethionine alleviates heat stress-induced jejunal injury in broilers by regulating endoplasmic reticulum stress-mediated signaling pathway
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热应激(HS)是限制肉鸡生产的主要因素。本研究评估了日粮硒代蛋氨酸(Se-Met)是否能够减轻热应激诱导的肉鸡空肠损伤。评估指标包括35和42日龄的生长性能、空肠抗氧化状态、消化酶活性、黏膜屏障相关蛋白以及内质网(ER)应激相关蛋白表达。共200只28日龄Ro
热应激(HS)是限制肉鸡生产的主要因素。本研究评估了日粮硒代蛋氨酸(Se-Met)是否能够减轻热应激诱导的肉鸡空肠损伤。评估指标包括35和42日龄的生长性能、空肠抗氧化状态、消化酶活性、黏膜屏障相关蛋白以及内质网(ER)应激相关蛋白表达。共200只28日龄Ross 308肉鸡被随机分为五组,每组4个重复,每个重复10只鸡。热中性对照组(TN)保持在24±1°C并饲喂基础日粮;HS组保持在33±1°C并饲喂基础日粮;而HS0.15、HS0.3和HS0.6组在热应激条件下分别饲喂添加0.15、0.30和0.60 mg/kg Se-Met的基础日粮。HS在35和42日龄时对不同程度的生长性能和空肠功能指标产生影响。各组间在35日龄(P=0.002)和42日龄(P=0.027)的平均日采食量(ADFI)、35日龄(P=0.015)和42日龄(P<0.001)的平均日增重(ADG)以及42日龄的料重比(F/G)(P=0.001)存在差异,而35日龄的F/G在各组间无差异(P=0.035)。空肠抗氧化指标在各组间也存在差异,包括35日龄的总抗氧化能力(T-AOC)(P<0.001)、35日龄(P=0.035)和42日龄(P<0.001)的总超氧化物歧化酶(T-SOD)以及35日龄的丙二醛(MDA)(P<0.001)。与TN组相比,HS组在35日龄(P=0.018)和42日龄(P<0.001)的蔗糖酶活性较低,35日龄(P=0.019)的麦芽糖酶活性较低,以及35日龄(P=0.011)和42日龄(P=0.003)的Occludin表达较低。Se-Met补充减轻了若干HS相关变化,其中0.30 mg/kg剂量显示出最有利的整体反应。在35日龄时,与HS组相比,0.30 mg/kg Se-Met组的Occludin和Claudin-1表达分别增加了9.1%和9.0%。总之,日粮Se-Met可能有助于减少HS相关的肉鸡空肠功能障碍,部分通过改善抗氧化状态和减轻HS诱导的内质网应激相关蛋白(包括GRP78、ATF6、PERK和IRE1)的上调。然而,Se-Met并未将所有肠道参数一致地恢复到热中性水平,需要进一步研究来验证下游内质网应激和凋亡通路。
热应激(HS)是限制全球肉鸡养殖业可持续发展的关键因素,尤其在热带和亚热带地区,其影响因全球变暖和集约化养殖模式的扩展而日益加剧。肉鸡因代谢率高、羽毛覆盖密集、汗腺不发达,对高温环境极为敏感,当环境温度超过热中性区(20–26°C)时,易出现生理紊乱,导致生长性能下降、饲料转化效率降低,并引发巨大的经济损失。空肠作为肉鸡营养物质消化吸收的主要部位,其上皮细胞具有高能量需求和高周转率,因此对热应激尤为脆弱。热应激可破坏空肠形态和屏障功能,增加肠道通透性,扰乱黏膜稳态,降低营养利用效率。此外,热应激诱导的氧化应激与内质网(ER)应激在肠上皮细胞中紧密关联:过量活性氧(ROS)干扰内质网内蛋白质折叠和钙稳态,激活未折叠蛋白反应(UPR)通路(包括PERK、IRE1和ATF6信号),持续的内质网应激可能进一步促进ROS生成、炎症信号和上皮细胞凋亡,从而损害紧密连接完整性和肠道屏障功能。硒代蛋氨酸(Se-Met)是一种天然有机硒补充剂,具有比无机硒更高的生物利用度和更强的抗氧化、抗炎潜力,但Se-Met是否通过调控内质网应激信号通路缓解热应激诱导的空肠损伤尚不明确。为此,研究人员开展了此项研究,系统评估了日粮Se-Met对热应激肉鸡空肠形态、抗氧化状态、消化功能、黏膜屏障及内质网应激相关蛋白的剂量依赖性影响。该研究发表于《Poultry Science》。
研究人员采用随机分组设计,将200只28日龄Ross 308肉鸡(平均体重45 g,雌雄比例均衡)分为5组,每组4个重复,每个重复10只鸡。热中性对照组(TN)置于24±1°C环境,饲喂基础日粮;热应激组(HS)置于33±1°C环境,饲喂基础日粮;HS0.15、HS0.3和HS0.6组在相同热应激条件下,分别饲喂添加0.15、0.30和0.60 mg/kg Se-Met的基础日粮。在35和42日龄时,从每个重复随机选取2只鸡进行组织采样,检测指标包括:生长性能(平均日采食量ADFI、平均日增重ADG、料重比F/G);空肠大体形态(长度、宽度、重量);抗氧化指标(总抗氧化能力T-AOC、总超氧化物歧化酶T-SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、丙二醛MDA);消化酶活性(蔗糖酶、麦芽糖酶);黏膜屏障蛋白(Occludin、Claudin-1)表达;以及内质网应激标志蛋白(GRP78、ATF6、PERK、IRE1)表达。所有数据采用单因素方差分析(ANOVA)和Duncan多重比较检验进行统计分析,以P<0.05为差异显著。
**生长性能**:与TN组相比,HS组在35和42日龄时ADFI和ADG显著降低,F/G显著升高。Se-Met补充可不同程度减轻这些变化,其中HS0.3组在42日龄时ADG最高、F/G最低,表明0.30 mg/kg Se-Met对生长性能的改善效果最佳。
**空肠大体形态**:在35日龄时,HS组空肠长度和重量显著低于TN组;Se-Met补充后,HS0.3组空肠长度有改善趋势,但未完全恢复。42日龄时,所有热应激组空肠长度和重量仍低于TN组,提示Se-Met仅部分缓解了热应激诱导的空肠形态损伤。
**抗氧化能力**:在35和42日龄,HS组空肠T-AOC、T-SOD和GSH-Px活性均显著低于TN组,而MDA含量显著升高。Se-Met补充后,T-SOD和GSH-Px活性显著回升,MDA含量降低,其中HS0.3组在42日龄时所有抗氧化指标均显著改善,显示其抗氧化效果最稳定。
**消化能力**:在35日龄,HS组空肠蔗糖酶和麦芽糖酶活性显著低于TN组;Se-Met补充后,仅HS0.15组麦芽糖酶活性恢复,蔗糖酶活性未改善。在42日龄,HS组蔗糖酶活性显著降低,Se-Met补充后各剂量组蔗糖酶活性均有不同程度升高,HS0.3组增幅最大,而麦芽糖酶活性在各组间无显著差异。
**空肠屏障功能**:在35日龄,HS组Occludin和Claudin-1表达显著低于TN组;Se-Met补充后,HS0.3组两者表达水平分别较HS组升高9.1%和9.0%。在42日龄,HS组Occludin表达仍显著降低,Claudin-1表达无组间差异,表明Se-Met可部分恢复热应激诱导的紧密连接蛋白下调。
**空肠内质网应激**:在35和42日龄,HS组空肠GRP78、ATF6、PERK和IRE1蛋白表达均显著高于TN组。Se-Met补充后,HS0.15组ATF6和IRE1表达显著下调;HS0.3和HS0.6组所有四种内质网应激标志蛋白表达均显著低于HS组,其中HS0.3组抑制作用最为突出,显示Se-Met以剂量依赖方式抑制热应激诱导的内质网应激过度激活。
讨论部分总结:Se-Met通过改善空肠抗氧化状态、部分恢复消化酶活性和紧密连接蛋白表达,以及抑制GRP78、ATF6、PERK和IRE1等内质网应激标志蛋白的上调,从而减轻热应激相关的空肠功能障碍。0.30 mg/kg Se-Met表现出最有利的整体效果,而0.60 mg/kg未提供额外益处,可能达到剂量-反应平台期。然而,Se-Met未能将所有肠道参数完全恢复至热中性水平,且下游PERK/ATF4/CHOP凋亡通路未直接检测,该机制仅作为假设,需进一步验证。
研究结论:日粮补充Se-Met可减轻热应激肉鸡的多种不良效应,包括生长性能下降、空肠抗氧化能力降低、消化酶活性改变、紧密连接蛋白表达减少以及内质网应激相关蛋白表达升高。在测试剂量中,0.30 mg/kg Se-Met显示出最有利的整体反应,而0.60 mg/kg未提供额外明确益处。这些效应与GRP78、ATF6、PERK和IRE1表达的变化相关,但下游内质网应激和凋亡标志物未被测量,因此提出的PERK/ATF4/CHOP信号通路参与仍是假设,需在后续研究中验证。