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背景:现代规模化饲养过程中,为提高生产性能,动物常常摄入超过其需要的能量。一方面,适宜的能量水平对动物的生长和发育至关重要;另一方面,长期过多的能量摄入以及运动量的不足,造成肝脏负担,引起脂肪肝,对动物生产性能,尤其是母畜和家禽的繁殖性能造成负面影响。脂肪肝作为一种营养代谢性疾病,已成为威胁人类健康的主要肝脏疾病,但在目前动物养殖中没有得到足够重视。高脂日粮诱导的非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是模拟长期摄入高能量饮食造成脂肪肝的有效模型。矢车菊素-3-葡萄糖苷(cyanidin-3-glucoside,C3G)是一种天然植物多酚,前期研究发现其对高脂诱导的NAFLD小鼠具有治疗作用,但近期研究表明,C3G在体内极易降解形成次级酚类代谢产物,因此在体内发挥生理功能的可能是这些酚类代谢物。主要内容:本研究通过高脂日粮诱导建立小鼠NAFLD模型,探讨C3G及其主要酚类代谢产物原儿茶酸(protocatechuic acid,PCA)、间苯三酚醛(phloroglucinaldehyde,PGA)、香草酸(vanillic acid,VA)和阿魏酸(ferulic acid,FA)对NAFLD的治疗作用。为C3G及其活性酚类代谢物对高能量日粮引起的脂肪肝及脂质代谢紊乱相关疾病的防治作用提供理论依据和思路。结果表明,C3G及其次级酚类代谢产物PCA和PGA可改善高脂日粮诱导的小鼠脂肪肝,但VA和FA没有明显的治疗作用。进一步研究发现,PCA和PGA对NAFLD的治疗作用呈剂量依赖性。主要研究结果如下:(1)PCA和PGA是C3G改善高脂日粮诱导的小鼠脂肪肝的潜在酚类活性代谢产物。与低脂组相比,高脂日粮显著提高了小鼠的体重、腹部脂肪重和腹脂率(P<0.05),显著增加了肝脏重量(P<0.05),诱导了肝静脉周围弥漫性大泡脂肪堆积与变性。同时,小鼠血清中甘油三酯和总胆固醇含量显著上升(P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇与低密度脂蛋白胆固醇的比值显著降低(P<0.05),天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶和血糖水平显著上升(P<0.05)。在高脂日粮中添加0.4%的C3G或其酚类代谢产物PCA和PGA可显著降低小鼠的体重和腹脂率(P<0.05),缓解肝脏脂肪变性,逆转血清各项指标。但是添加VA和FA对高脂日粮诱导的小鼠肝脏脂肪沉积和变性没有明显的改善作用,尽管VA显著降低了腹部脂肪重量和血清甘油三酯水平(P<0.05)。(2)PCA和PGA呈剂量依赖性改善了小鼠脂质代谢紊乱在高脂日粮中添加0.025%~0.1%的PCA或PGA呈剂量依赖性降低了小鼠体重、腹脂重、腹脂率以及肝脏的重量(P<0.05),改善了小鼠肝静脉周围弥漫性大泡脂肪堆积与变性,降低了肝脏中内毒素含量(P<0.05),降低了血液中总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇与高密度脂蛋白胆固醇的比值、血糖以及转氨酶(天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶)水平(P<0.05)。同时,PCA和PGA呈剂量依赖性降低了血液中促炎细胞因子(肿瘤坏死因子)的水平(P<0.05),提高了超氧化物歧化酶的活性(P<0.05),抑制了丙二醛的产生(P<0.05)。肝脏脂质代谢组学分析表明,高脂日粮显著诱导了肝脏脂质代谢紊乱,与低脂组相比,高脂组小鼠肝脏中共有120种脂质代谢物显著上升(P<0.05),而添加0.1%的PCA或PGA可有效改善肝脏脂质代谢,分别显著下调了18和46种脂质代谢物(P<0.05)。通过KEGG信号通路富集分析发现,PCA和PGA下调的脂质代谢物与维生素的消化与吸收、产热、脂肪细胞脂解调节、脂肪消化与吸收、胆固醇代谢、甘油三酯代谢和胰岛素抵抗显著相关(P<0.05)。(3)PCA和PGA改善了高脂日粮诱导的肠道微生态紊乱通过对肠道菌群进行分析,结果表明在高脂日粮中添加0.1%的PCA或PGA降低了肠道菌群中厚壁菌与拟杆菌的比值,提高了抗炎菌(如阿克曼属菌属)的相对丰度。通过对小鼠回肠黏液层进行染色,结果表明PCA和PGA保护了小鼠回肠粘液层的完整性,进一步对回肠组织进行革兰氏染色发现PCA和PGA减少了肠粘膜组织中革兰氏阴性菌和阳性菌的浸润。通过蛋白质印迹分析小鼠肠粘膜中紧密连接蛋白的表达,结果表明PCA和PGA显著促进了回肠粘膜中ZO-1的表达(P<0.05),改善了肠道屏障功能。结论:C3G及其次级酚类代谢产物PCA和PGA对高脂日粮诱导的小鼠脂肪肝具有治疗作用。PCA和PGA呈剂量依赖性改善了小鼠脂质代谢,防止了肝脏脂肪沉积与变性,其潜在作用机理可能是其改善了肠道菌群结构和肠道屏障功能,减少了细菌和内毒素向肝脏转移,从而改善了肝脏脂质代谢。本研究对改善畜禽由于长期高能量摄入造成的脂肪肝问题具有现实指导意义,同时为富含PCA和PGA的天然资源合理应用提供新思路。