《Poultry Science》：Dietary supplementation with raw potato starch reversed enteritis-induced bone loss via Malt1 paracaspase inhibition in meat ducks
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肠道炎症是进行性骨退变的关键驱动因素，会升高肉鸭骨折与慢性疼痛风险。作为一种可发酵的II型抗性淀粉，生马铃薯淀粉（raw potato starch, RPS）可能支持肠道健康并潜在缓解这种炎症性骨丢失。在本研究中，研究人员利用葡聚糖硫酸钠（dextran s
肠道炎症是进行性骨退变的关键驱动因素，会升高肉鸭骨折与慢性疼痛风险。作为一种可发酵的II型抗性淀粉，生马铃薯淀粉（raw potato starch, RPS）可能支持肠道健康并潜在缓解这种炎症性骨丢失。在本研究中，研究人员利用葡聚糖硫酸钠（dextran sodium sulphate, DSS）建立肉鸭肠炎模型，以评估其对骨代谢的影响，并确定RPS在肠炎介导骨丢失中的作用。在肠炎诱导的肉鸭模型中，饲粮添加12% RPS逆转了肠道炎症诱导的骨丢失，该效应伴随肠道稳态改善与骨吸收减少（P < 0.05）。转录组分析与AlphaFold预测表明，这些变化与炎性细胞因子分泌、破骨细胞分化以及黏膜相关淋巴组织1（mucosa-associated lymphoid tissue 1, Malt1）介导的核因子κB（nuclear factor kappa-B, NF-κB）通路改变有关。为阐明RPS恢复DSS处理鸭骨量的机制，研究人员使用了特异性Malt1抑制剂（mepazine）。鸭子饲喂基础饲粮或12% RPS饲粮，辅以或不辅以20 mg/kg体重的mepazine，均于第7至21天接受DSS挑战。结果显示，在调节性T细胞因子表达不变的情况下（P > 0.05），Malt1蛋白酶失活或饲粮RPS添加提升了胫骨灰分与干骺端骨体积（均P < 0.05）。随着厚壁菌门（Firmicutes）水平与短链脂肪酸（short chain fatty acids, SCFAs）产量增加（P < 0.05），mepazine或饲粮RPS下调了NF-κB炎症通路，导致破骨活性降低。mepazine与RPS共处理进一步放大了该效应，表明Malt1蛋白酶抑制是RPS预防肠炎诱导骨量减少的机制。这些发现揭示，含12% RPS的饲粮通过抑制Malt1 paracaspase并随后抑制NF-κB通路介导的骨吸收，逆转肉鸭肠炎诱导的骨丢失。
研究背景方面，骨骼异常是家养禽类在慢性炎症如肠道炎症条件下的重大健康问题，肉鸭对环境应激、病原体和饲料毒素高度敏感，这些因素可引发轻度肠道炎症并损伤屏障功能，炎性状态使肠上皮绒毛钝化、吸收表面积减少，阻碍钙（Ca）与维生素D等关键成骨营养素吸收，损害骨质量并导致骨质疏松；肠炎分泌的促炎细胞因子如白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）与肿瘤坏死因子-α（tumour necrosis factor-alpha, TNF-α）可激活NF-κB通路，抑制骨形成并促进骨吸收，通过上调受体激活剂核因子κB配体（receptor activator of nuclear factor-κB ligand, RANKL）驱动破骨细胞分化。实践中抗生素等生物制剂治疗肠炎伴随微生物群失调与骨丢失等不良反应，强调早期营养干预的价值。膳食抗性淀粉作为后肠微生物发酵底物可通过宿主—微生物互作支持肠道健康，并在啮齿类与肉鸭中证实可缓解骨丢失，但RPS对肉鸭肠炎诱导骨量减少的直接机制尚不清楚。为此研究人员利用口服灌胃DSS建立肉鸭慢性肠炎模型，评估RPS对胫骨代谢的影响并探究其机制，论文发表于《Poultry Science》。研究人员得出含12% RPS饲粮通过抑制Malt1 paracaspase、下调NF-κB通路抑制骨吸收，从而逆转肠炎诱导骨丢失的结论，为家禽炎症相关骨病防治提供营养策略依据。
为开展研究，研究人员以1日龄雄性樱桃谷中型肉鸭为样本队列，设实验1评估RPS与肠炎对骨量的影响，分组为对照（Ctrl）、DSS挑战（DSS）、DSS+12% RPS（DSS+RPS）；实验2引入特异性Malt1抑制剂mepazine验证机制，分组为DSS、DSS+mepazine、DSS+RPS、DSS+mepazine+RPS；于第14至21天按1.2 g/kg体重口服DSS，mepazine于第15、17、19、21天按20 mg/kg体重腹腔注射；在第21天采集血清、回肠黏膜、胫骨及骨髓样本，进行肠道通透性、胫骨特性与微结构、血清生化、转录组、AlphaFold复合物结构预测、Malt1活性、盲肠微生物16S rRNA、短链脂肪酸气相色谱、实时荧光定量PCR等检测，数据以单笼为单元进行方差分析与Tukey事后检验。
研究结果部分保留小标题并依原文浓缩如下：
Diet contained 12% RPS reversed gut leak and outburst of inflammation
研究人员通过血清FITC-dextran（FITC-d）浓度评估肠道通透性，发现DSS处理升高通透性，12% RPS趋于降低FITC-d浓度（P = 0.05），改善肠道完整性；DSS升高回肠TNF-α/IL-10比值，RPS将其恢复正常；血清中DSS诱导的IL-1β与TNF-α升高被RPS逆转（P < 0.05），表明RPS缓解肠炎相关的肠道漏与炎症爆发。
Dietary RPS supplementation normalized enteritis-induced bone loss via reducing bone resorption
Micro-CT显示DSS降低骨干皮质厚度（P = 0.055）与干骺端骨体积分数（BV/TV）（P < 0.05），RPS提升上述参数；骨灰分无显著变化。血清骨吸收标志物C-terminal cross-linked telopeptide of type I collagen（CTx）与tartrate-resistant acid phosphatase（TRAP）在DSS组升高，RPS显著降低二者（P < 0.05）；骨形成标志物procollagen type I N-terminal propeptide（P1NP）与alkaline phosphatase（ALP）在DSS与DSS+RPS间无显著差异，说明RPS通过减少骨吸收而非促进形成来纠正骨丢失。
Malt1 protease inactivity probably served as a potential mediator for RPS attenuating enteritis-induced bone loss
骨髓转录组显示RPS组较DSS组下调460个基因、上调263个基因，KEGG富集最显著通路为NF-κB signaling pathway、cytokine-cytokine receptor interaction与osteoclast differentiation；AlphaFold预测Malt1、TRAF6与NF-κB相互作用；DSS上调骨髓NF-κB表达（P < 0.05），RPS逆转该上调，Malt1转录无变化；Malt1蛋白酶活性在DSS组升高，RPS抑制其活性（P < 0.05），提示Malt1蛋白酶失活可能是RPS起效的介导者。
Inhibition of Malt1 activity or/and dietary RPS supplementation reduced the inflammatory response in the ileum
实验2中，mepazine单独或联合RPS降低回肠Malt1活性与NF-κB转录（P < 0.05），Malt1表达无差异；mepazine降低IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA（P < 0.05），RPS单独或联合仅降低TNF-α；IL-10无变化（P > 0.05），但TNF-α/IL-10比值被mepazine与RPS降低（P < 0.05）；生长性能、小肠发育与食糜pH无处理效应，DSS仅升高回肠绝对与相对重量（P < 0.05）。
Intestinal integrity and caecal microbiota response to Mepazine and dietary RPS treatment
FITC-d显示mepazine与/或RPS降低肠道通透性（P < 0.05）；紧密连接蛋白基因zonula occludens-1（ZO-1）、occludin、claudin-1表达在RPS或mepazine单独时数值升高，共处理进一步增强ZO-1与occludin；盲肠微生物α多样性无变化，β多样性中RPS组与其余组分离；RPS降低Bacteroidetes、升高Firmicutes及Firmicutes/Bacteroidetes比值（P < 0.05），mepazine无此效应；RPS单独或联合升高盲肠乙酸与丁酸及总SCFA（P < 0.05），mepazine不影响SCFA。
Inactivation of Malt1 protease and dietary RPS inclusion synergistically improved bone quality through Inhibition of NF-κB-dependent bone resorption
骨生长指标无差异；mepazine提高胫骨灰分（P < 0.05），RPS单独或联合进一步提高灰分与密度；干骺端BV/TV在mepazine或RPS下升高（P < 0.05），骨干皮质厚度仅在mepazine+RPS联合下显著升高（P < 0.05）；极限载荷与屈服载荷在mepazine或RPS下提升，联合进一步增强；骨髓Malt1活性被mepazine与/或RPS降低（P < 0.05），NF-κB与IL-1β、TNF-α转录下调，Treg细胞因子IL-2、TGF-β、IL-10无变化；RANKL下调、OPG无变，RANKL/OPG比值降低（P < 0.05），cathepsin K转录降低；血清CTx与TRAP降低，P1NP无差异，ALP在RPS组升高；表明Malt1失活与RPS通过抑制NF-κB依赖骨吸收协同改善骨质量。
讨论部分总结：研究人员讨论肠道炎症与骨健康的关联在医学与家禽研究中明确，慢性肠炎扰乱胫骨代谢导致骨丢失；肉鸡研究表明屏障损伤与微生物失调上调回肠与骨髓促炎细胞因子，降低骨量与力学性能；本研究的DSS肉鸭模型显示12% RPS缓解肠道通透性与炎症，抑制促炎因子驱动的破骨吸收并逆转骨丢失，归因于菌群调节与Malt1蛋白酶活性抑制；转录组显示RPS改变骨髓基因表达，富集NF-κB、细胞因子受体互作与破骨分化，NF-κB是破骨生成主调节器；AlphaFold预测Malt1/TRAF6/NF-κB结构互作，Malt1具支架与半胱氨酸蛋白酶功能，本研究DSS下NF-κB转录与Malt1活性升高，RPS特异性降低酶活性而非转录；mepazine实验验证Malt1抑制降低回肠NF-κB与TNF-α/IL-10，改善紧密连接与通透性，与RPS有协同；RPS通过提高Firmicutes、降低Bacteroidetes增加乙酸与丁酸等SCFA增强屏障；骨代谢中mepazine或RPS降低NF-κB、IL-1β、TNF-α，下调cathepsin K与RANKL/OPG，减少CTx与TRAP，抑制骨吸收；Treg细胞因子无变化说明不影响Treg；RPS单独提升ALP与Runx2提示可能影响骨形成但尚待明确；研究指出局限包括mepazine溶剂DMSO未设对照、实验2缺阴性对照、样本量致部分结果不一致、MAPK与PI3K-Akt通路待验证、Malt1遗传模型待构建、矿物吸收机制待探；结论为12% RPS改善肠炎肉鸭肠道屏障与骨髓微环境炎症，抑制Malt1 paracaspase与NF-κB通路降低破骨吸收，逆转骨丢失，为家禽炎症骨病营养干预提供依据。
结论部分原文翻译如下：
综上所述，研究人员利用肉鸭DSS诱导肠炎模型证明，饲粮添加12% RPS改善了肠道屏障功能，表现为促炎细胞因子水平降低，该效应可能与肠道菌群改变及短链脂肪酸产量增加有关。此外，RPS通过骨髓微环境发挥显著抗炎作用，从而抑制破骨细胞生成与活性并减少破骨性骨吸收，有效逆转DSS处理鸭的骨量减少与骨力学性能下降。其保护作用的潜在机制可能涉及Malt1蛋白酶失活与NF-κB炎症通路下调。这些发现表明，膳食调控肠道微生物组是预防肉鸭炎症的策略之一；值得注意的是，饲粮RPS可能有助于预防炎症性骨丢失，并有望应用于家禽包括炎症相关骨丢失在内的骨骼疾病中。
