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断奶是动物必经的生理过程,动物在发育成熟情况下的断奶过程会安然渡过。猪规模化饲养中为提高母猪年繁殖力和畜舍利用率,降低生产成本,人为诱发“早期断奶应激综合征”的出现,它会导致仔猪肠道发育不健全,引起肠道屏障系统损伤,诱导肠道炎症的发生,进而导致仔猪抗病力下降、腹泻等影响仔猪生长发育问题,严重影响猪场的经济效益。肠道的上皮层作为肠腔的第一道防线,用于保护猪免受小肠内腔的各种有害的微生物,毒素或抗原的伤害。当早期断奶导致肠道屏障被破坏的时候,肠道通透性增加,毒素、细菌或饲料相关抗原穿过上皮层,导致炎症发生。肠黏膜上皮细胞(IEC)代谢最为旺盛,具有发达的内质网结构。同时,IEC易受到肠腔共生菌群、黏膜炎性介质等内质网应激原的持续作用。目前已有研究报道仔猪早期断奶诱导肝脏发生内质网应激,但能否诱导仔猪肠道发生内质网应激还未见报道。本实验室前期研究表明断奶后饲喂β-胡萝卜素能够促进28日龄断奶仔猪生长、增强仔猪免疫力、减轻断奶造成的肠道炎症反应。因此,在前期研究基础上,本试验以营养调控方式干预动物的生理机能,通过观测β-胡萝卜素对早期断奶应激所致仔猪肠上皮细胞炎症与内质网应激反应的影响,明确β-胡萝卜素对早期断奶仔猪的生长及肠道健康是否存在保护作用,并揭示其对仔猪断奶应激保护作用的机理。选取60头新生仔猪随机分为四组开展动物试验。分别于0 d、14 d、22 d、28 d对各组仔猪称重,在断奶后1 d、3 d、7 d,每组随机选择3头屠宰,采集血液和肠道样本,检测血液炎性因子和生长因子,检测肠道促炎细胞因子、内质网应激蛋白相关基因和蛋白表达量。结果表明,早期断奶仔猪平均日增重显著降低,β-胡萝卜素均显著提高早期断奶仔猪的平均日增重,同时β-胡萝卜素显著提高仔猪的血清IGF-1浓度。β-胡萝卜素显著提高仔猪空肠和回肠IGF-1 mRNA水平。在炎症方面,β-胡萝卜素在一定程度上降低了早期断奶仔猪血清炎性因子IL-1β、IL-6、IL-10和TNF-α的浓度,且能降低肠道炎性因子TNF-α和NF-κB的mRNA水平,显著降低了仔猪十二指肠、空肠和回肠的NF-κB蛋白磷酸化水平。在肠道黏膜形态方面,β-胡萝卜素均能增加断奶小肠肠绒毛高度,降低隐窝深度。β-胡萝卜素能显著降低十二指肠XBP1和CHOP蛋白表达量。断奶后7 d,β-胡萝卜素均使空肠和回肠GRP78、XBP1和CHOP蛋白表达量降低。以上结果表明早期断奶应激诱发仔猪肠上皮细胞发生炎症和内质网应激反应,β-胡萝卜素能缓解早期断奶仔猪肠上皮细胞炎症和内质网应激。选取40只21日龄的Wistar大鼠为对象,建立β-胡萝卜素对LPS诱导的大鼠炎症的保护模型。采用ELISA法、荧光定量PCR法和western blot法检验β-胡萝卜素对LPS诱导的大鼠炎症的保护作用。结果表明,β-胡萝卜素均显著降低了LPS诱导的大鼠血清炎性因子浓度和肠道炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α的mRNA水平。显著降低LPS诱导的p-NF-κB、XBP1和Caspase-12的表达。以上结果进一步证明了β-胡萝卜素能够缓解肠道炎症、内质网应激和细胞凋亡,与早期断奶仔猪的结果一致。选取小鼠巨噬细胞(RAW264.7)和新生仔猪空肠上皮细胞(IPEC-J2)为研究对象,分别建立β-胡萝卜素对LPS诱导的RAW264.7炎症的保护模型,β-胡萝卜素对衣霉素(TM)诱导的IPEC-J2内质网应激的保护模型,研究β-胡萝卜素的作用机制。结果表明,β-胡萝卜素可显著降低LPS诱导的细胞TNF-α、IL-1β、IL-6的mRNA表达量和LPS诱导的p-NF-κB、p-IRE1和XBP1蛋白表达量,并且β-胡萝卜素可能部分通过内质网应激信号转导通路IRE1-XBP1调控炎症反应。β-胡萝卜素下调TM诱导GRP78和p-PERK表达量,但下调p-NF-κB和CHOP与LPS组相比差异不显著。以上结果表明β-胡萝卜素可以缓解内质网应激,并且可能部分通过下调CHOP蛋白的表达缓解细胞凋亡。