母体及胚胎期维生素 D3 补充改善子代雏鸡肝脏脂质代谢

《The Journal of Nutrition》：Maternal and Embryonic Vitamin D3 Supplementation Improves Hepatic Lipid Metabolism in Progeny Chicks

　　

摘要

背景

对于卵生的蛋鸡，进入产蛋后期通常伴随鸡蛋中营养物质沉积减少。因此，对产蛋后期母鸡的母体日粮和胚胎期进行必需营养素的补充，可以有效改善胚胎发育，甚至提高后代后续的生产性能。迄今为止，维生素D3（VD3）是否在钙磷稳态调节之外的其他功能发挥作用，从而介导母体营养与后代代谢调节之间的联系，尚不清楚。

目的

本研究旨在探讨母体和胚胎VD3补充对后代雏鸡肝脏脂质代谢的影响，并阐明其潜在的分子机制。

方法

收集产蛋高峰期和产蛋后期的鸡蛋进行孵化，比较其后代的肝脏脂质代谢差异。通过胚胎期注射或母体日粮补充VD3，确定其对后代肝脏脂质代谢的调节作用。利用原代鸡肝细胞培养体系，以1,25(OH)₂D3处理，并联合使用或不使用-shRNA慢病毒或PPARα拮抗剂。

结果

产蛋后期母鸡所产鸡蛋的后代，其肝脏脂质沉积显著高于产蛋高峰期母鸡的后代，同时伴随VDR表达下调以及脂肪酸β-氧化和脂质转运相关转录程序的协同下调。胚胎期注射和母体日粮补充VD3均能有效缓解产蛋后期母鸡后代的这些不利改变。体外实验进一步证明，1,25(OH)₂D3以VDR依赖的方式上调PPARα和HNF4α的转录，进而分别增强与脂肪酸氧化和脂质转运相关基因的表达。

结论

无论母体还是胚胎水平的VD3补充，均通过增强脂肪酸氧化和脂质转运，改善后代雏鸡的肝脏脂质代谢，主要机制为激活VDR-PPARα/HNF4α信号通路。

引言

母体营养对胚胎发育以及后代长期的代谢和生长起着关键作用[1], [2]。在鸡等卵生动物中，胚胎完全依赖产蛋过程中沉积在蛋黄、蛋清和蛋壳中的营养物质[3], [4]，因此蛋的内容物组成是决定雏鸡质量和孵化后生长的关键因素^[5]。然而，产蛋后期的母鸡会出现代谢下降、激素失衡以及肝脏营养素合成和转运减少^[6]，导致蛋内必需维生素、脂质和矿物质急剧减少^[7]。因此，优化产蛋后期母鸡的营养状态，对于恢复蛋内营养物质沉积、支持后代发育和健康至关重要。

维生素D3（VD3）传统上被认为具有调节钙磷稳态和骨骼矿化的作用[8], [9]。此外，VD3还支持免疫功能、心血管健康，并具有抑制肿瘤的作用[10], [11]。VD3在肝脏中转化为25-羟基维生素D3，随后在肾脏中转化为其生物活性形式1,25-二羟基维生素D3（1,25(OH)₂D3）[11], [12]。该活性代谢物与维生素D受体（VDR）结合，进而与维生素D反应元件（VDREs）相互作用，调节多种代谢和组织生殖组织中基因的转录[11], [12], [13]。在禽类中，日粮VD3补充可改善产蛋性能、蛋壳强度以及母体免疫和抗氧化状态[14], [15]。

肝脏是母鸡脂质合成、储存和转运的主要器官，直接影响产蛋性能和蛋黄形成[16], [17]。在鸡胚胎发育的后期，雏鸡肝脏利用蛋黄中的脂质，将这些脂质重新包装为极低密度脂蛋白（VLDL）并转运至外周组织[3], [18]。肝脏脂质利用高度依赖线粒体β-氧化过程，该过程受过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）在转录水平上的调控，以协调脂肪酸氧化和能量产生^[19]。对于VLDL的组装和转运，载脂蛋白B（ApoB）和小胞囊甘油三酯转运蛋白（MTTP）是必不可少的组分^[20]。在哺乳动物中，肝脏转录因子如肝细胞核因子4α（HNF4α）可调控ApoB和MTTP的表达[21], [22]。高效的肝脏脂质利用、分解代谢和转运对于维持胚胎代谢稳态至关重要[3], [18]。维生素D3（VD3）是沉积在蛋黄中的重要营养成分^[23]。然而，母体VD3对后代雏鸡肝脏脂质代谢的影响目前尚不清楚。

本研究探讨了母体VD3状态对后代雏鸡肝脏脂质代谢的影响。首先，我们比较了产蛋高峰期和产蛋后期母鸡所产鸡蛋孵化雏鸡的肝脏脂质代谢表型和分子特征。为进一步评估VD3的母体传递效应，我们在产蛋后期采用了两种独立的实验方法：胚胎期注射和母体日粮补充。此外，利用体外培养的原代肝细胞阐明了其潜在的调控机制。我们的结果表明，VD3通过增强脂肪酸β-氧化和脂质转运，正向调节后代雏鸡的肝脏脂质代谢。这些发现为母体VD3在后代代谢编程中的作用提供了新的见解。

章节摘要

伦理声明

所有动物实验程序均经山东农业大学动物管理与使用委员会批准（批准号：SDAUA-2023-241）。

不同产蛋期鸡蛋孵化雏鸡的样本采集

利用海兰灰鸡在产蛋高峰期（44周）和产蛋后期（68周）所产的受精蛋（华宇农业科技有限公司，中国邯郸），按照标准化孵化程序在自动孵化机中孵化（北京HJFU有限公司）。采集鸡的肝脏、腹部脂肪和肌肉组织样本并

鸡蛋中VD3含量降低与后代雏鸡肝脏脂质代谢障碍相关

我们此前的研究表明，产蛋后期母鸡所产鸡蛋的蛋壳钙和蛋黄维生素D3含量降低^[31]_。为确定低质量的蛋是否影响后代雏鸡的肝脏脂质代谢，分别采集产蛋高峰期母鸡（后代-PLH）和产蛋后期母鸡（后代-LLH）所产鸡蛋孵化后第1天的组织样本。两组间在体重、肝脏重量和肝脏指数方面未发现差异（

讨论

本研究建立了蛋内VD3含量影响后代雏鸡肝脏脂质代谢的代际调控机制。我们的主要发现是，产蛋后期母鸡所产鸡蛋中VD3含量降低与后代肝脏脂质代谢障碍相关，甚至表现出长期效应。先前的报道已证实，日粮VD3补充可以改善母鸡的骨骼质量和产蛋性能，同时还可以增加

作者贡献

赵 Bowen：调查研究、形式分析、数据整理、初稿撰写。孙 Yawen、张 Guangxiao、胡 Geng：方法论和验证。张 Yuxuan、黄 Xinglin、荣 Yi、党 Xiufan：验证和统计分析。李 Haifang、林 Hai：监督、方法论、资金获取、概念化、审稿与编辑；全体作者：阅读、审阅并批准了最终手稿。

资助

本研究得到国家重点研发计划（2021YFD1300405）、山东省自然科学基金（编号：ZR2023MC085、ZR2025MS387）以及国家自然科学基金委（编号：32330101）的资助。

利益冲突

作者声明，不存在可能影响本文研究结果的已知经济利益或人际关系方面的竞争利益。

Bowen Zhao|Yawen Sun|Guangxiao Zhang|Geng Hu|Yuxuan Zhang|Xinglin Huang|Yi Rong|Xiufan Dang|Hai Lin|Haifang Li