《Frontiers in Physiology》：Short-chain fatty acids differentially regulate feed intake and hypothalamic appetite-related genes in layer-type chicks
编辑推荐：
专业术语翻译的论文摘要
引言： 下丘脑神经元被短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）激活已被认为是哺乳动物食欲调节的机制之一。然而，SCFAs对雏鸡下丘脑神经肽的中枢效应尚未得到充分研究。在本研究中，研究人员评估了SCFAs影
专业术语翻译的论文摘要
引言： 下丘脑神经元被短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）激活已被认为是哺乳动物食欲调节的机制之一。然而，SCFAs对雏鸡下丘脑神经肽的中枢效应尚未得到充分研究。在本研究中，研究人员评估了SCFAs影响下雏鸡的采食量和神经肽的mRNA表达。
方法： 实验包括向五日龄雏鸡进行脑室内（intracerebroventricular，ICV）注射SCFAs。记录注射后2小时内的采食量，并使用聚合酶链式反应（PCR）测定神经肽的基因表达水平。
结果： 脑室内注射乙酸钠（0.25 mg）和丁酸钠（0.5 mg）后，采食量显著增加（P < 0.05），而注射丙酸钠（5 mg）后采食量减少（P < 0.05）。乙酸钠（0.25 mg）使神经肽Y受体5（NPY5R）mRNA表达显著增加（P < 0.05）；然而，神经肽Y（NPY）、NPY4R、刺鼠相关肽（AgRP）和厌食性神经肽未发生改变（P > 0.05）。丁酸钠（0.5 mg）显著增加了NPY mRNA表达，同时观察到前阿黑皮素原（POMC）和黑皮质素受体4（MC4R）的表达降低（P < 0.05）；而AgRP、NPY4R和MC1R未受影响（P > 0.05）。丙酸钠（5 mg）诱导了MC4R mRNA表达的增加（P < 0.05），而在促食性神经肽、POMC和MC1R中未检测到显著变化（P > 0.05）。
结论： 研究结果表明，SCFAs通过作用于下丘脑来调节雏鸡的采食量。
论文解读文章
研究背景与目的
随着全球人口增长对禽肉和禽蛋需求的持续上升，理解家禽采食量的调控机制对于提高生产效率至关重要。下丘脑是整合营养、激素和代谢信号以调控能量平衡的核心脑区，其中弓状核（arcuate nucleus，ARC）内的神经肽Y（neuropeptide Y，NPY）和刺鼠相关肽（agouti-related peptide，AgRP）等促食性神经肽促进饥饿感，而前阿黑皮素原（pro-opiomelanocortin，POMC）等厌食性神经肽则促进饱腹感。短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）由肠道细菌发酵膳食纤维产生，可通过肠-脑轴影响下丘脑神经元活动从而调节食欲。然而，以往关于SCFAs中枢效应的研究主要集中在哺乳动物，由于禽类与哺乳动物在下丘脑调控摄食方面存在生理和神经内分泌差异，直接将哺乳动物研究结果应用于禽类存在局限性。此外，此前尚无研究直接探讨SCFAs经中枢注射后对雏鸡采食量及下丘脑食欲相关神经肽表达的影响。因此，本研究旨在通过脑室内（intracerebroventricular，ICV）注射乙酸钠、丁酸钠和丙酸钠三种SCFAs，探究其对蛋鸡雏鸡采食量的中枢调控作用及相关下丘脑神经肽的分子响应。
主要技术方法
研究人员选用来自中国泰安商业孵化场的144只1日龄雄性蛋鸡雏鸡，单独饲养于32℃、50%相对湿度的环境中，饲喂标准蛋鸡开食料。在5日龄时，对雏鸡实施无麻醉的脑室内（ICV）注射，注射体积为10 μL，内含溶解于生理盐水的SCFAs及伊文思蓝染料用于定位验证。采食量在注射后30分钟、1小时和2小时分别称重记录。注射2小时后采集下丘脑组织，使用TRIzol试剂提取总RNA，经反转录合成cDNA后，采用实时定量PCR检测NPY、NPY4R、NPY5R、AgRP、POMC、MC1R和MC4R等基因的mRNA表达水平，以GAPDH作为内参基因，数据采用2-ΔΔCT法计算相对表达量。
研究结果
3.1 SCFAs对蛋鸡雏鸡采食量的中枢效应
在实验1中，ICV注射0.25 μg乙酸钠在60分钟和120分钟后显著增加采食量（P < 0.05），而0.5 μg和1 μg剂量无显著效果。实验2显示，0.5 μg丁酸钠在30、60和120分钟均显著增加采食量（P < 0.05），而0.25 μg和1 μg剂量无效。实验3至5逐步提高丙酸钠剂量，发现仅5 μg丙酸钠在60分钟和120分钟后显著降低采食量（P < 0.05），而更低剂量（0.25-4 μg）均无显著影响。
3.2 SCFAs对食欲相关神经肽mRNA表达的中枢效应
ICV注射0.25 μg乙酸钠显著上调NPY5R的mRNA表达（P < 0.05），但对NPY、NPY4R、AgRP及厌食性神经肽（POMC、MC4R、MC1R）无显著影响。0.5 μg丁酸钠显著下调POMC和MC4R的mRNA表达（P < 0.05），同时显著上调NPY表达（P < 0.05），而对AgRP、NPY4R、NPY5R和MC1R无显著影响。5 μg丙酸钠显著上调MC4R的mRNA表达（P < 0.05），但对POMC、MC1R及其他促食性神经肽无显著影响。
讨论与结论总结
本研究表明，不同SCFAs通过中枢途径对雏鸡采食量产生差异性调控：乙酸钠和丁酸钠促进采食，而丙酸钠抑制采食。这些效应与下丘脑中特定神经肽及其受体的表达变化相关联。乙酸钠可能主要通过增强NPY5R介导的信号通路发挥促食作用；丁酸钠则通过上调NPY表达并同时抑制POMC/MC4R厌食通路来实现促食效应；丙酸钠通过上调MC4R表达发挥抑食作用。值得注意的是，这些中枢效应与先前在哺乳动物中观察到的结果（如乙酸和丁酸通常抑制摄食）存在差异，提示SCFAs的中枢食欲调控机制可能存在物种特异性。研究人员指出，尽管ICV给药避免了胃肠道吸收干扰，但由于肠-脑轴的双向通讯特性，无法完全排除外周系统对中枢注射的间接反馈效应。此外，研究还指出了一些局限性，例如全下丘脑组织取样无法区分特定核团（如ARC）的响应、缺乏剂量依赖性关系、未进行蛋白水平验证（如AMPK、ACC及c-Fos）以及未评估长期生理效应。总体而言，本研究首次提供了SCFAs经中枢给药后可调节雏鸡下丘脑食欲调控通路的证据，为理解禽类神经内分泌控制摄食的机制奠定了基础，并对家禽生产实践具有潜在指导意义。
