体内因素(褪黑素)和环境因素(肠道微生物)对蛋鸡肠黏膜结构和吸收功能的调节作用研究

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肠黏膜是吸收营养的主要部位,也是抵御病原微生物入侵的第一道防线,其结构和功能极易受到体内因素和肠腔环境因素的影响,但目前关于蛋鸡肠黏膜结构和功能受体内因素褪黑激素、肠腔环境因素肠道微生物影响的机制尚不清楚。本课题主要从蛋鸡肠黏膜着手,分别研究体内因素(褪黑激素)和环境因素(肠道微生物)对蛋鸡小肠黏膜结构和功能的影响,为在生产实践上提升蛋鸡产蛋性能与蛋品质提供新方法和新思路。1.褪黑激素(MEL)改善蛋鸡产蛋性能的机理研究蛋鸡在产蛋高峰期形成大量鸡蛋的前提是肠黏膜对营养物质尤其是氨基酸的高效吸收。大量研究证实褪黑激素(MEL)饲喂可提高蛋鸡产蛋性能。但是,MEL提升产蛋性能的机制尚不清楚。在本研究中,连续两周给蛋鸡饲喂含不同剂量 MEL 的饲料(0.625 mg/kg diet、2.5 mg/kg diet、10 mg/kg diet)。结果表明,与对照组相比,0.625 mg/kg diet的MEL饲喂可提高产蛋率、蛋壳厚度、蛋白高度。同时,0.625 mg/kg diet和2.5 mg/kg diet的MEL饲喂可显著提高血清中的天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸等多种氨基酸的水平。对肠黏膜氨基酸转运体表达的分析显示,0.625 mg/kg diet的MEL饲喂可显著提高空肠Pep T1、B0AT、b0.+AT和EAA T3 mRNA的表达。在体外培养的肠“类器官”中,0.5μM MEL处理可显著提高PepT1、b0.+AT和EAAT3 mRNA的表达。为研究MEL发挥作用的路径,我们采用高效液相色谱(HPLC)法对血清和肠液进行MEL浓度分析,结果显示低剂量MEL(0.625 mg/kg diet)可在肠道局部促进抗氧化酶(GPx-3、SOD-1和PRDX-3)mRNA的表达,肠“类器官”体外实验也验证了这一结果。综上所述,MEL可在肠道局部上调抗氧化酶的表达,进而促进肠黏膜氨基酸转运体的表达和转运功能,并最终提升产蛋性能与蛋品质。2.肠道微生物调节蛋鸡小肠黏膜结构与功能的机制研究宁海黄鸡是浙江省优良地方鸡种,属肉蛋兼用型品种,具有生产性能稳定、抗病能力强、肉质鲜美、适应性强等海兰蛋鸡所不具备的优点。由于肠黏膜对禽类生产性能具有重要性。在本课题中,我们首先对宁海黄鸡与海兰蛋鸡的肠黏膜进行形态学分析,结果显示宁海黄鸡的肠绒毛表面有大量皱褶,且十二指肠的绒毛皱褶数量与绒毛周长分别比同龄海兰蛋鸡多800.52%与43.67%。对十二指肠氨基酸转运体的表达分析显示,与海兰蛋鸡相比,宁海黄鸡有更高丰度的PepT、B0AT、b0.+AT和EAAT3。上述结果表明,与海兰蛋鸡相比,宁海黄鸡肠黏膜有更大的吸收面积和更强的氨基酸转运功能。对肠黏膜杯状细胞密度与分泌功能的分析结果显示宁海黄鸡十二指肠的杯状细胞密度与MUC2 mRN A相对表达量均显著高于同龄海兰蛋鸡,提示宁海黄鸡肠黏膜屏障功能比海兰蛋鸡更强。为深入研究宁海黄鸡肠黏膜特殊结构与功能的形成过程,我们对不同年龄宁海黄鸡的肠黏膜进行分析。结果显示,与产蛋前期和产蛋后期相比,产蛋高峰期宁海黄鸡小肠的绒毛皱褶数量最多,其中以十二指肠为最多。16s rDNA测序分析结果显示,三个年龄段的肠道菌群具有明显不同的群落结构,并且产蛋高峰期宁海黄鸡有更高丰度的乳杆菌,其中L.intestinalis、L.ingluviei、L.agilis、L.salivarius和L.aviarius是丰度最高的五株乳杆菌。为进一步证实肠道微生物对肠黏膜结构与功能的影响,我们对产蛋高峰期宁海黄鸡进行四联抗生素饲喂。与对照组相比,四联抗生素处理后的十二指肠绒毛皱褶数量减少15.54%、杯状细胞密度减少105.10%、MUC2表达减少145.38%、肠黏膜氨基酸转运体PepT1与B0AT的表达分别显著下降289.84%与77.78%。综上所述,肠道微生物(主要是乳杆菌)可有效提高肠黏膜的吸收面积、氨基酸吸收能力以及屏障功能。3.结论饲喂低剂量MEL(0.625 mg/kg diet)可上调产蛋期蛋鸡肠道局部的抗氧化酶表达,进而促进其肠黏膜氨基酸转运体的表达和转运功能,并最终提升产蛋性能与蛋品质;同时,肠道微生物(主要是乳杆菌)可有效提高产蛋期蛋鸡肠黏膜的吸收面积、氨基酸吸收能力以及屏障功能。综上所述,体内因素MEL和肠腔环境因素乳杆菌可对肠黏膜结构和功能发挥调节作用。
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