研究论文

大豆皂甙对蛋鸡免疫功能的影响及其在鸡蛋中的沉积效果

  • 刘诚傲 , 1 ,
  • 郭宸宇 1 ,
  • 周晗聪 1 ,
  • 段元亮 1 ,
  • 郭双双 1 ,
  • 张正帆 1 ,
  • 查宇 2 ,
  • 李鹏 , 1, * ,
  • 丁斌鹰 , 1, *
展开
  • 1 武汉轻工大学动物营养与饲料科学湖北省重点实验室,武汉 430023
  • 2 湖北蓝谷中微生物技术有限公司,宜昌 443100
* 李鹏,讲师,E-mail: ;
丁斌鹰,教授,硕士生导师,E-mail:

刘诚傲(1999—),男,河南鹿邑人,硕士研究生,研究方向为饲料生物工程。E-mail:

Copy editor: 武海龙

收稿日期: 2023-07-07

  网络出版日期: 2024-01-12

基金资助

湖北省重点研发计划项目(2022BBA0014)

百校联百县-高效服务乡村振兴科技支撑行动计划(BXLBX0493)

Effects of Soya Saponin on Immune Function of Laying Hens and Its Deposition Effect in Eggs

  • LIU Cheng’ao , 1 ,
  • GUO Chenyu 1 ,
  • ZHOU Hancong 1 ,
  • DUAN Yuanliang 1 ,
  • GUO Shuangshuang 1 ,
  • ZHANG Zhengfan 1 ,
  • ZHA Yu 2 ,
  • LI Peng , 1, * ,
  • DING Binying , 1, *
Expand
  • 1 Hubei Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science of Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China
  • 2 Hubei Lan Good Microbial Technology Co., Ltd., Yichang 443100, China
* LI Peng, lecturer, E-mail: ;
DING Binying, professor, E-mail:

Received date: 2023-07-07

  Online published: 2024-01-12

摘要

本研究旨在探究大豆皂甙(SS)对蛋鸡免疫功能的影响,并探究其在鸡蛋中的沉积效果。将270只21周龄海兰灰蛋鸡随机分为3个组,每组6个重复,每个重复15只鸡。对照组(CTR组)饲喂基础饲粮,50 SS和500 SS组分别在基础饲粮中添加50和500 mg/kg SS。试验期10周。结果显示:1)50 SS组血清β-防御素1(β-DF1)含量显著高于CTR组(P<0.05)。2)50 SS和500 SS组下丘脑叉头盒蛋白1(FOXO1)和白细胞介素-10(IL-10)的基因表达水平显著高于CTR组(P<0.05),500 SS组脾脏FOXO1、叉头盒蛋白3(FOXO3)和IL-10的基因表达水平显著高于CTR组(P<0.05)。3)500 SS组血液血红蛋白(HGB)含量显著高于CTR组(P<0.05),50 SS组血液红细胞平均血红蛋白浓度(MCHC)显著高于CTR组(P<0.05)。4)500 SS组鸡蛋中的大豆皂甙Ⅰ、大豆皂甙Ⅴ、大豆皂醇A、大豆皂醇B含量显著高于CTR组(P<0.05)。综上所述,在蛋鸡饲粮中添加50和500 mg/kg SS可改善蛋鸡免疫功能。此外,饲粮中添加500 mg/kg SS可使SS沉积到鸡蛋内,且SS可被转化成大豆皂醇沉积到鸡蛋内。

本文引用格式

刘诚傲 , 郭宸宇 , 周晗聪 , 段元亮 , 郭双双 , 张正帆 , 查宇 , 李鹏 , 丁斌鹰 . 大豆皂甙对蛋鸡免疫功能的影响及其在鸡蛋中的沉积效果[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(1) : 245 -254 . DOI: 10.12418/CJAN2024.023

Abstract

This study aimed to investigate the effects of soya saponin (SS) on immune function of laying hens, and to explore its deposition effect in eggs. A total of 270 twenty-one-week-old Hy-Line gray laying hens were randomly divided into 3 groups with 6 replicates in each group and 15 hens in each replicate. Birds in the control group (CTR group) were fed a basal diet, and others in 50 SS and 500 SS groups were fed the basal diets supplemented with 50 and 500 mg/kg SS, respectively. The trial lasted for 10 weeks. The results showed as follows: 1) the serum β-defensin 1 (β-DF1) content of 50 SS group was significantly higher than that of CTR group (P<0.05). 2) The gene expression levels of forkhead box protein 1 (FOXO1) and interleukin-10 (IL-10) in hypothalamus of 50 SS and 500 SS groups were significantly higher than those of CTR group (P<0.05), and the gene expression levels of FOXO1, forkhead box protein 3 (FOXO3) and IL-10 in spleen of 500 SS group were significantly higher than those of CTR group (P<0.05). 3) The blood hemoglobin (HGB) content of 500 SS group was significantly higher than that of CTR group (P<0.05), and the blood mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC) of 50 SS group was significantly higher than that of CTR group (P<0.05). 4) The contents of soya saponin Ⅰ, soya saponin Ⅴ, soya sapogenol A and soya sapogenol B in eggs of 500 SS group were significantly higher than those of CTR group (P<0.05). In conclusion, dietary supplemented with 50 and 500 mg/kg SS can improve the immune function of laying hens. In addition, dietary supplemented with 500 mg/kg SS can cause SS to deposit into eggs, and SS can be converted into soyasapogenol and deposited into eggs.

鸡蛋是人类日常生活中不可或缺的蛋白质资源之一。蛋鸡的免疫功能对其健康状态和产蛋性能起着至关重要的作用。当前,开发靶向蛋鸡免疫功能、改善其产蛋性能的饲料添加剂产品是业界关注的重点。其中,天然植物活性成分因其安全、高效的特点引起业界的广泛关注。大豆皂甙(soya saponin,SS)是大豆中的一类生物活性物质,属于植物皂苷类化合物。它是由大豆中的皂苷原组分经过酶的作用水解产生的天然化合物[1]。已有研究表明,SS具有多种生物活性,包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤等作用[2-3]。此外,SS还被认为对动物免疫系统具有调节作用,有助于提高免疫功能和抗病能力[4]。课题组前期研究发现,SS可以提高蛋鸡的产蛋性能[5]。在医学领域,有研究证实SS对机体具有较好的免疫调节反应,饲粮中添加20 mg/kg SS有助于提高小鼠脾脏及耳蜗淋巴结调节性T细胞的比例[6]。此外,一些基于病理模型的研究也证实SS有助于调节机体的免疫功能。有研究发现,饲粮中添加20 mg/kg SS可以缓解脂多糖(LPS)诱导的小鼠肺脏、肝脏核因子-κB(NF-κB)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)含量的提高[7]。然而,目前关于SS对蛋鸡免疫功能的调节作用及其对鸡蛋品质影响的相关报道甚少。因此,本试验旨在探究SS对蛋鸡免疫功能的影响,并研究其在鸡蛋中的沉积效果,为开发功能性鸡蛋及探究SS免疫功能的母子传递效应提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验采用的SS(大豆总皂甙含量45.1%)购自西安某生物科技有限公司,大豆皂甙Ⅰ、大豆皂甙Ⅴ、大豆皂醇A、大豆皂醇B标准品(纯度>99%)购自上海某生物技术有限公司。

1.2 试验动物与饲粮

试验动物选用海兰灰蛋鸡。参考《海蓝灰饲养手册》和Li等[5]配制基础饲粮,其组成及营养水平见表1
表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis)%

项目Items 含量Content
原料Ingredients
玉米Corn (7.8%) 67.550
脱酚棉籽蛋白
Dephenolized cottonseed protein (50%)
14.000
石粉Limestone 8.154
玉米蛋白粉Corn gluten meal (51.3%) 5.000
豆粕Soybean meal (48%) 2.000
磷酸氢钙CaHPO4 1.860
食盐NaCl 0.350
微量元素预混料
Ttrace mineral premix1)
0.300
L-赖氨酸L-lysine (78%) 0.250
DL-蛋氨酸DL-methionine 0.120
氯化胆碱Choline chloride (50%) 0.120
色氨酸Tryptophan 0.020
复合多维预混料Multi-vitamin premix2) 0.030
山道喹Santoquin 0.030
植酸酶Phytase 0.016
沸石粉Zeolite powder 0.200
合计Total 100.000
营养水平Nutrient levels3)
代谢能ME/(MJ/kg) 11.31
粗蛋白质Crude protein 16.530
钙Calcium 3.630
总磷Total phosphorus 0.764
有效磷Available phosphorus 0.434
蛋氨酸+胱氨酸Methionine+cystine 0.681
赖氨酸Lysine 0.791
蛋氨酸Methionine 0.408
苏氨酸Threonine 0.576
色氨酸Tryptophan 0.164

1)微量元素预混料为每千克饲粮提供 Ttrace mineral premix provided the following per kg of the diet:Cu 8 mg,Zn 75 mg,Fe 80 mg,Mn 100 mg,Se 0.15 mg,I 0.35 mg。

2)复合多维预混料为每千克饲粮提供 Multi-vitamin premix provided the following per kg of the diet:VA 12 500 IU,VD3 2 500 IU,VK3 2.65 mg,VB1 2 mg,VB2 6 mg,VB12 0.025 mg,VE 30 IU,生物素 biotin 0.032 5 mg,叶酸 folic acid 1.25 mg,泛酸 pantothenic acid 12 mg,烟酸 niacin 50 mg。

3)营养水平为计算值,由金牧配方软件(2015版)计算得到。Nutrient levels were calculated values, which calculated by Jinmu formula software (2015 version).

1.3 试验设计与饲养管理

饲养试验于河北省涿州市中国农业大学家禽试验基地进行。选取270只21周龄、体重相近、健康状况良好、产蛋率均一的海兰灰蛋鸡,采用密闭鸡舍常规阶梯式笼养,每笼3只鸡。正式试验前进行为期1周的预饲,预试期间饲喂基础饲粮。在预饲结束后,按照产蛋率[(47.00±0.02)%]均一、体重[(1 470±10) g]相近的原则,将270只蛋鸡随机分为3个组,每组6个重复,每个重复15只鸡。对照组(CTR组)饲喂基础饲粮,50 SS和500 SS组分别在基础饲粮中添加50和500 mg/kg SS。试验期10周。试验期间采用人工喂料,每日3次,自由饮水。每天16 h光照与8 h黑暗。

1.4 样品采集

于第10周试验结束时,从每组的各重复中选取与该重复的平均体重与平均产蛋率一致的共6只蛋鸡行采样,于翅静脉采血后,麻醉、屠宰,取下丘脑、肝脏、脾脏、卵巢、鸡蛋等样品,待检测分析。

1.5 检测指标与方法

1.5.1 血细胞计数

于试验结束时采集蛋鸡翅静脉肝素钠抗凝血,试验采集的全血经ADVIA 2120i血液分析系统(Siemens Healthcare Diagnostics,美国)进行血细胞计数。

1.5.2 外周血CD4+、CD8+ T淋巴细胞比例

参照Fan等[8]的方法分析外周血淋巴细胞的比例。具体操作为:于试验结束时采集蛋鸡翅静脉肝素钠抗凝血,并用不含钙镁Hank’s缓冲液按照1∶1的体积比在冰上稀释全血。将稀释后的样品转移至新的试管中,并向其中加入等体积的淋巴细胞分裂液(购自天津市灏洋生物有限公司)进行充分混匀。之后于4 000×g、4 ℃条件下离心30 min。离心后的样品被分为3层,此时小心将白色絮状层转移至洁净的离心管内,并向其中加入RPMI 1640不完全培养基,以洗涤细胞3次。最后将分离得到的淋巴细胞重悬于2 mL RPMI 1640完全培养基中。采用细胞计数仪调整细胞浓度为1×107个/mL。
采用pH=7.2的磷酸盐缓冲液(PBS)稀释如下抗体:CD4+、CD8+。取1只干净的1 mL离心管,采用25 μL稀释后的抗体(1∶100)标记后,向管内加入100 μL上述细胞液,并于室温孵育45 min。此后,采用预冷的PBS清洗试管3次,去除未结合的一抗。向试管内加入300 μL采用PBS稀释的溶血素溶液充分混匀,随后将细胞洗涤2次并调整终体积为500 μL。采用流式细胞仪(Beckman Coulter Corp,美国)计数,分析CD4+、CD8+ T淋巴细胞的比例。

1.5.3 免疫分子及细胞因子

于试验结束时,采集蛋鸡空腹8 h状态下的翅静脉非抗凝血,于3 000 r/min、4 ℃离心15 min分离血清备用。采用试剂盒(南京建成生物技术有限公司)测定血清补体3(C3)含量和溶菌酶(LYZ)活性,采用鸡β-防御素1(β-DF1)酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒(北京康佳宏原物科技有限公司)测定血清β-DF1含量,采用ELISA试剂盒(IDEXX Laboratories lnc.,美国)测定血清IL-1β、TNF-α、转化生长因子-β(TGF-β)含量。

1.5.4 基因表达分析

试验第10周末,采集蛋鸡的下丘脑、肝脏、脾脏和卵巢组织后,置于无RNA酶的冻存管,并放入液氮速冻,然后于-80 ℃保存。取100 mg组织样品于2 mL离心管内,向其中加入1 mL Trizol(Invitrogen Life Technologies,美国)提取液,按照试剂盒说明书的步骤提取总RNA。提取的送RNA用核酸分光光度计(AG22331,Eppendorf,德国)检测其纯度,取吸光度(OD)260 nm/OD280 nm大于1.8的样品进行后续处理。采用M-MLV cDNA试剂盒(Invitrogen Life Technologies,美国)对样本进行反转录,反转录后的样本在7500荧光检测系统(Applied Biosystems,美国)内,与SYBR® Select Master Mix PCR Kit试剂盒、待测目的基因的引物等混合后进行PCR反应。PCR反应条件如下:50 ℃ 2 min,95 ℃ 10 min,95 ℃ 15 s,此后60 ℃反应1 min;如此进行40个循环反应,最后于72 ℃ 10 min终止反应。PCR扩增完成后用凝胶电泳法和溶解曲线分析法确定产物特异性,所有基因以β-肌动蛋白(β-actin)作为内参,基因引物序列见表2,结果统一参照Fu等[9]的方法进行统计分析。
表2 基因引物序列

Table 2 Primer sequences of genes

基因
Genes
引物序列
Prime sequence (5'—3')
NCBI登录号
NCBI accession number
β-肌动蛋白
β-actin
F:GAGAAATTGTGCGTGACATCA
R:CCTGAACCTCTCATTGCCA
NM_205518.1
白细胞介素-4
IL-4
F:AGACAAATAACAAAACTGAGC
R:TTGGTGGAAGAAGGTACG
XM_040646929.1
白细胞介素-10
IL-10
F:CGCTGTCACCGCTTCTTCA
R:CGTCTCCTTGATCTGCTTGATG
NM_001004414.2
叉头盒蛋白1
FOXO1
F:TGCTATGAACCCGTATGCCC
R:ACCCAACTGTGTGTGGTTGT
NM_204328.1
叉头盒蛋白3
FOXO3
F:CGATGATAACGGGTTCCTCTAT
R:GCCATTATGCCTCACTGTGC
XM_040668652.1

1.5.5 鸡蛋中SS与大豆皂醇的检测方法

1.5.5.1 样本的制备

取新鲜鸡蛋,将蛋黄分离出并取出50 mg样品,向样品中加入800 μL甲醇乙腈水溶液(体积比为9∶2∶2),涡旋振荡,使样品充分溶解,并置于-20 ℃孵育30 min。于4 ℃、9 000×g条件下离心20 min,取500 μL上清液进行真空干燥。质谱检测时加200 μL 75%的乙腈-水溶液,于4 ℃、14 000×g条件下离心15 min,取上清进样分析。试验选择了大豆皂甙Ⅰ、大豆皂甙Ⅴ、大豆皂醇A、大豆皂醇B进行靶向分析。

1.5.5.2 高效液相色谱条件

采用LC20A(Shimadzu,日本)高效液相色谱仪,色谱柱:Waters UPLC BEH Amide Column(1.7 μm,2.1 mm×100 mm)。流动相:A液为5%乙腈水溶液,其中含有20 mmol/L乙酸铵(pH=9.45);B液为100%乙腈。样品置于4 ℃自动进样器中,柱温40 ℃,流速400 μL/min,进样量5 μL。相关的液相条件为:0~0.1 min,B液维持在90%;1~5 min,B液维持在40%;7.7~7.8 min,B液从40%线性变化到90%;7.8~10 min,B液维持在95%。

1.5.5.3 质谱条件

采用5500QTRAP质谱仪(AB SCIEX,美国),在正离子模式下进行质谱分析。采用多反应监测(MRM)模式检测待测离子对,并采用Skyline软件进行数据处理。不同浓度的标准品经液相色谱-质谱/质谱(LC-MS/MS)分析,以各物质浓度为横坐标,峰面积为纵坐标建立标准曲线,决定系数(R2)控制在0.99以上。

1.6 数据统计分析

试验数据采用SPSS 23.0的one-way ANOVA程序进行统计分析,Duncan氏法进行多重比较,P<0.05为差异显著,0.05<P<0.10为差异具有显著的趋势,Pearson相关系数分析用于反映各指标之间的相关性。采用GraphPad Prism 8.0软件对数据进行作图。

2 结果与分析

2.1 SS对蛋鸡血液免疫指标的影响

图1可见,与CTR组相比,50 SS和500 SS组蛋鸡外周血CD4+ T淋巴细胞比例有升高的趋势(P=0.058)。
图1 SS对蛋鸡外周血CD4+、CD8+ T淋巴细胞比例的影响

APC:别藻蓝蛋白 allophycocyanin;AF700:Alexa FluorTM 700 的 NHS 酯 Alexa FluorTM 700 NHS ester;FITC:异硫氰酸荧光素 fluorescein isothiocyanate。

Fig.1 Effects of SS on percentages of CD4+ and CD8+ T lymphocytes in peripheral blood of laying hens

表3可见,与CTR组相比,50 SS和500 SS组蛋鸡血清LYZ活性有升高的趋势(P=0.053)。50 SS组蛋鸡血清β-DF1含量显著高于CTR组(P<0.05)。
表3 SS对蛋鸡血清免疫相关指标的影响

Table 3 Effects of SS on serum immune related indices of laying hens

项目
Items
组别Groups P
P-value
CTR 50 SS 500 SS
补体3 C3/(g/L) 0.66±0.20 0.77±0.23 0.75±0.22 0.614
溶菌酶LYZ/(U/mL) 124.31±13.03 151.96±28.92 184.31±59.37 0.053
β-防御素1 β-DF1/(ng/L) 7.01±1.18b 8.71±0.80a 7.75±0.65ab 0.018
白细胞介素-1β IL-1β/(pg/mL) 17.60±1.37 17.02±2.19 18.02±2.57 0.674
肿瘤坏死因子-α TNF-α/(pg/mL) 96.16±9.18 87.75±8.82 93.46±15.7 0.406
转化生长因子-β TGF-β/(pg/mL) 23.68±2.19 26.08±3.74 28.38±7.02 0.209

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 SS对蛋鸡下丘脑、肝脏、卵巢和脾脏组织炎性因子表达的影响

表4可见,50 SS和500 SS组蛋鸡下丘脑叉头盒蛋白1(FOXO1)和白细胞介素-10(IL-10)的基因表达水平显著高于CTR组(P<0.05),500 SS组蛋鸡脾脏FOXO1、叉头盒蛋白3(FOXO3)和IL-10的基因表达水平显著高于CTR组(P<0.05)。
表4 SS对蛋鸡下丘脑、肝脏、卵巢和脾脏炎性因子表达的影响

Table 4 Effects of SS on expression of inflammatory factors in hypothalamus, liver, ovary and spleen of laying hens

项目
Items
组别Groups P
P-value
CTR 50 SS 500 SS
白细胞介素-4 IL-4 1.00±0.23 0.93±0.11 0.89±0.31 0.639
下丘脑 叉头盒蛋白1 FOXO1 1.00±0.21b 1.53±0.23a 1.42±0.37a 0.003
Hypothalamus 叉头盒蛋白3 FOXO3 1.00±0.38 0.90±0.23 1.17±0.39 0.341
白细胞介素-10 IL-10 1.00±0.26b 1.61±0.37a 1.94±0.60a 0.001
叉头盒蛋白1 FOXO1 1.00±0.29 1.33±0.29 1.24±0.35 0.115
肝脏
Liver
叉头盒蛋白3 FOXO3 1.00±0.24 1.27±0.36 1.21±0.29 0.223
白细胞介素-10 IL-10 1.00±0.29 1.06±0.39 1.15±0.42 0.715
叉头盒蛋白1 FOXO1 1.00±0.33 0.85±0.20 0.92±0.31 0.634
卵巢
Ovary
叉头盒蛋白3 FOXO3 1.00±0.30 0.84±0.28 1.13±0.29 0.239
白细胞介素-10 IL-10 1.00±0.23 1.05±0.39 1.15±0.52 0.763
叉头盒蛋白1 FOXO1 1.00±0.30b 1.67±0.64b 4.04±1.19a <0.001
脾脏
Spleen
叉头盒蛋白3 FOXO3 1.00±0.21b 1.64±0.28b 3.32±0.92a <0.001
白细胞介素-10 IL-10 1.00±0.20b 1.53±0.58ab 1.97±0.46a 0.002

2.3 SS对蛋鸡血细胞相关指标的影响

表5可见,500 SS组蛋鸡血液血红蛋白(HGB)含量显著高于CTR组(P<0.05),50 SS组蛋鸡血液红细胞平均血红蛋白浓度(MCHC)显著高于CTR组(P<0.05)。
表5 SS对蛋鸡血细胞相关指标的影响

Table 5 Effects of SS on blood cell related indices of laying hens

项目
Items
组别Groups P
P-value
CTR 50 SS 500 SS
红细胞RBC/(×1012个/L) 2.37±0.16 2.31±0.10 2.42±0.15 0.212
血红蛋白HGB/(g/L) 64.00±9.72b 71.89±7.11ab 76.10±10.94a 0.032
红细胞压积HCT/% 28.60±2.55 28.30±1.34 30.00±1.76 0.134
红细胞平均体积MCV/fL 120.56±4.41 122.39±3.40 123.72±4.29 0.235
红细胞平均血红蛋白MCH/pg 27.59±4.47 30.27±3.82 31.42±3.86 0.115
红细胞平均血红蛋白浓度MCHC/(g/L) 226.70±25.77b 255.00±19.82a 253.40±27.16ab 0.029
血小板体积分布宽度标准差PDW/% 8.06±1.54 7.98±1.02 7.91±1.47 0.970
血小板平均体积MPV/fL 6.88±0.91 7.62±0.99 6.98±0.84 0.167
红细胞体积分布宽度标准差RDW-SD/% 40.06±3.88 40.58±5.41 40.78±4.75 0.940
红细胞分布宽度变异系数RDW-CV/% 12.96±1.71 12.64±1.94 13.58±1.47 0.471
大型血小板比例P-LCR/% 16.94±2.43 16.23±2.90 17.01±2.92 0.785
血小板压积PCT/% 0.02±0.01 0.02±0.01 0.02±0.01 0.602

2.4 SS和大豆皂醇在鸡蛋中的沉积效果

在本试验中可能因为SS含量较低,CTR和50 SS组的鸡蛋检图谱未出峰,无法进行后续分析。500 SS组的鸡蛋内可以检测出峰,具体峰图、各物质的质谱峰结果见图2。由图3可见,鸡蛋内可以沉积SS和大豆皂醇,且500 SS组鸡蛋中的大豆皂甙Ⅰ、大豆皂甙Ⅴ、大豆皂醇A、大豆皂醇B含量显著高于CTR组(P<0.05)。
图2 鸡蛋中SS和大豆皂醇的检测结果

A:质控样品质谱分析总离子流图;B:代谢物定量分析积分矫正图。

Fig.2 Test results of SS and soya sapogenol in eggs

A: the total ion flow diagram for mass spectrometry analysis; B: the integral correction diagram for quantitative analysis of metabolites.

图3 鸡蛋中SS和大豆皂醇含量

A:质控样品标准偏差图;B:各检测物质的含量图。*表示P<0.05。

Fig.3 Contents of SS and soya sapogenol in eggs

A: the diagram of standard deviation of the quality control sample; B: the diagram of contents of each detected substance. * indicated P<0.05.

3 讨论

本试验发现,在添加SS组中观察到了血清LYZ活性和β-DF1含量提高。Kim等[10]将LYZ活性和防御肽含量视为评估家禽先天免疫功能的重要指标。这表明SS对蛋鸡免疫功能产生了正向影响。一种可能的解释是SS可能通过激活免疫细胞或调节相关信号通路来增加LYZ和β-DF1的产生。有研究发现,SS可以提高小鼠淋巴细胞的刀豆蛋白A(concanavalin A,ConA)和LPS刺激指数[11],表明SS具有刺激免疫系统的作用。Li等[12]研究发现,SS具有免疫调节活性,能够刺激免疫细胞的活性和促进免疫反应。因此,可以推测SS可能通过激活细胞内信号传导通路,如Toll样受体通路或NF-κB信号通路[13-14],来促进LYZ和β-DF1的合成和表达。此外,SS具有抗氧化功能,其可能通过减轻氧化应激对免疫细胞和蛋白质的损伤,进而增加LYZ活性和β-DF1含量。LYZ在动物机体中起着保护作用,能够破坏细菌细胞壁,抑制细菌生长和感染[15]。而β-DF1具有广谱抗菌活性和免疫调节作用,能够增强免疫细胞的活性和促进抗菌防御[16]。从生物学的角度来看,LYZ活性和β-DF1含量的提高可能对蛋鸡免疫功能具有积极的影响。因此,LYZ活性和β-DF1含量的提高可能改善了蛋鸡的免疫功能,进而增强其对病原体的抵抗能力。
外周血淋巴细胞参与多个免疫过程,其增殖与分化直接影响机体的免疫机能。本试验发现,在添加SS组中观察到外周血CD4+ T细胞比例呈现出升高的趋势,这表明SS可能具有免疫调节的作用。CD4+ T细胞作为辅助性T淋巴细胞,在机体的免疫应答中起着重要的调节作用[17]。SS已被报道能够调节多种免疫细胞的功能,包括巨噬细胞、树突状细胞和其他T细胞亚群等[18],这与本试验的结果基本一致。CD4+ T细胞通过分泌细胞因子,如白细胞介素-4(IL-4)、IL-10等,调控其他免疫细胞的增殖、活化与功能。这些细胞因子可诱导初始Th细胞向Th2型细胞的分化[19]。由此可见,SS可能通过刺激Th细胞向Th2型细胞的分化,进而调节蛋鸡的免疫功能。本研究中虽然观察到饲粮中添加SS有上调外周血CD4+ T细胞比例的趋势,但仍需要进一步的研究来明晰SS对蛋鸡免疫功能的作用机理。
IL-10作为一种重要的免疫调节分子,具有抑制炎症反应、调节免疫细胞功能的能力[20]。本试验中,饲粮中添加50和500 mg/kg SS可以显著上调下丘脑IL-10的基因表达水平,且添加500 mg/kg SS可以显著上调脾脏IL-10的基因表达水平。这表明SS可以促进细胞因子的表达,SS可能通过促进IL-10的产生,发挥抑制炎症反应和调节免疫平衡的作用,这与Li等[21]的研究结果基本一致。为进一步探究SS促进IL-10表达的机制,本试验探究了叉头盒蛋白(FOXO)转录因子家族的基因表达。FOXO转录因子在多种生物学过程中发挥重要作用,包括细胞生存、代谢调节和免疫调节等[22]。Chung等[23]的研究显示,FOXO转录因子可以直接结合到IL-10基因的启动子区域,促进其转录。本试验结果显示,饲粮中添加50和500 mg/kg SS可促进蛋鸡下丘脑FOXO1的上调以及脾脏中FOXO1和FOXO3的上调。这表明SS可能通过激活FOXO信号通路以诱导IL-10的表达,进而调节蛋鸡的免疫功能,其机理有待深入研究。
HGB是红细胞中的关键成分,其主要功能是运输氧气到全身各个组织和器官,同时将二氧化碳带回肺部进行排出[24]。因此,HGB含量直接关系到机体氧供和氧合能力。在本研究中观察到饲粮中添加500 mg/kg SS显著增加了蛋鸡血液HGB含量。这表明SS可能促进了HGB的合成或稳定性,从而提高了氧的运输和供应能力。同时试验中还发现饲粮中添加50 mg/kg SS组显著增加了蛋鸡血液MCHC。MCHC是衡量单位体积红细胞中HGB含量的参数,它反映了红细胞内部的HGB含量[25]。在本研究中,MCHC的升高表示红细胞内HGB含量增加,这可能与SS对HGB合成或稳定性的影响有关。这些结果表明SS在促进HGB含量方面具有潜在的作用。HGB含量的增加可能有助于提高氧的运输和供应能力,从而改善免疫功能和维持机体的正常生理状态[26]。在Lin等[7]的研究中,SS可以提高小鼠体内超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,并且减少环氧合酶-2(COX-2)和诱导性一氧化氮合酶(iNOS)的表达,从而提高小鼠的抗氧化能力。此外,Gell[27]研究显示,HGB可与生物活性气体(一氧化氮等)发生酶促反应,从而缓解动物的氧化应激。Yeh等[28]研究发现,高HGB含量可通过内源性反应竞争消耗生物过氧化物,并可影响氧化还原相关的敏感信号通路。这可能是SS改善机体抗氧化功能的原因之一。
除提供常规营养物质,鸡蛋还富含多种生物活性物质,这些生物活性成分主要源于蛋鸡所摄取的饲粮。本试验发现,500 SS组蛋鸡的鸡蛋内能够沉积SS和大豆皂醇,而且SS的含量明显高于大豆皂醇。大豆皂醇是在SS被菌群代谢后产生的代谢产物之一,SS和大豆皂醇的代谢和转化过程可能导致了它们在鸡蛋中的不同沉积量。虽然详尽的报道还很欠缺,但基于本试验的研究可知饲粮中添加500 mg/kg SS可使SS沉积到鸡蛋内,且SS被机体代谢的产物大豆皂醇也可沉积。这为开发功能性鸡蛋以及探究SS免疫功能的母子传递效应提供了思路和方法。

4 结论

饲粮中添加50和500 mg/kg SS有助于改善蛋鸡的免疫功能。同时,SS还可提高蛋鸡对氧的利用。此外,饲粮中添加500 mg/kg SS可使SS沉积到鸡蛋内,且SS可被转化成大豆皂醇沉积到鸡蛋内。
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