动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 7: 4776 - 4785

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.390

研究论文

丝兰多糖B缓解饲喂氧化鱼油饲粮大鼠的肝脏损伤及其机制初探

  • 王清湘 ,
  • 范祥奇 ,
  • 毛湘冰 , ** ,
  • 谭大雁 ,
  • 杨恒 ,
  • 黄冰 ,
  • 张斐然
展开
  • 四川农业大学动物营养研究所,成都 611130
** 毛湘冰,教授,博士生导师,E-mail:

* 同等贡献作者

王清湘(1998—),女,四川巴中人,硕士研究生,从事动物营养与饲料科学研究。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2025-01-15

  网络出版日期: 2025-07-12

基金资助

四川省科技计划项目(2021ZDZX0011)

四川省生猪创新团队(SCCXTD-2024-8)

收起

Yucca schidigera Polysaccharide B Alleviates Liver Damage Induced by Oxidized Fish Oil in Rats and Preliminary Study on Its Mechanism

  • WANG Qingxiang ,
  • FAN Xiangqi ,
  • MAO Xiangbing , ** ,
  • TAN Dayan ,
  • YANG Heng ,
  • HUANG Bing ,
  • ZHANG Feiran
Expand
  • Institute of Animal Nutrition, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China
** professor, E-mail:

* Contributed equally

Received date: 2025-01-15

  Online published: 2025-07-12

Fold

摘要

本研究旨在探讨摄入氧化鱼油引发的氧化应激对大鼠肝脏的损伤,并评估丝兰多糖B(YPB)在缓解氧化鱼油引发的肝脏损伤中的保护作用及可能机制。选用32只健康、体重相近的21日龄断奶雄性Wistar大鼠,经过3 d的适应期后,空腹称重并根据体重相近的原则随机分为2组,即对照组和YPB组,每组16只(n=16)。YPB组大鼠每日以20 mg/kg BW的剂量灌胃YPB,对照组大鼠每日灌胃等体积的双蒸水。试验第1~8天,所有大鼠均饲喂基础饲粮(含7%正常鱼油);从试验第9天开始,各组中随机选取8只大鼠改为饲喂氧化鱼油饲粮(含7%氧化鱼油),其余大鼠继续饲喂基础饲粮,持续饲喂至第26天。结果显示:氧化鱼油的摄入显著降低了大鼠的平均日增重(P<0.05);显著提高了大鼠血清中谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)活性和尿素氮(UN)含量及肝脏中GPT和GOT活性(P<0.05);显著降低了大鼠血清中总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物(GSH-Px)活性及肝脏中过氧化氢酶(CAT)、SOD和GSH-Px活性(P<0.05),显著提高了血清中丙二醛(MDA)和脂质过氧化物(LPO)含量及肝脏中MDA、LPO和羰基化蛋白质(PC)含量(P<0.05);显著上调了肝脏中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase3)的mRNA相对表达量(P<0.05),显著下调了肝脏中B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)的mRNA相对表达量、Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)的蛋白相对表达量、Bcl-2/B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白(Bax)的比值和磷酸化核因子-E2相关因子2(P-Nrf2)/核因子-E2相关因子2(Nrf2)的比值(P<0.05)。在饲喂含氧化鱼油饲粮的大鼠中,灌服YPB显著降低了血清和肝脏中GPT和GOT活性(P<0.05);显著提高了血清和肝脏中T-AOC及CAT、SOD和GSH-Px活性(P<0.05);显著降低了血清中MDA和LPO含量及肝脏中MDA和PC含量(P<0.05);显著下调了肝脏中Bax的mRNA相对表达量(P<0.05),显著上调了肝脏中Bcl-2的mRNA相对表达量和Bcl-2/Bax的比值(P<0.05)。综上可知,YPB可通过提高抗氧化能力减轻氧化鱼油饲粮诱导的大鼠肝脏氧化损伤,这一过程涉及到其调节了Bcl-2/Bax/Caspase3凋亡信号通路和Nrf2/Keap1抗氧化信号通路。

关键词： 氧化鱼油; 丝兰多糖; 肝脏损伤; 抗氧化通路; 凋亡信号通路

本文引用格式

王清湘 , 范祥奇 , 毛湘冰 , 谭大雁 , 杨恒 , 黄冰 , 张斐然 . 丝兰多糖B缓解饲喂氧化鱼油饲粮大鼠的肝脏损伤及其机制初探[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(7) : 4776 -4785 . DOI: 10.12418/CJAN2025.390

Abstract

This study aimed to explore the liver damage in rats caused by oxidative stress resulting from the intake of oxidized fish oil, and to evaluate the protective effect and possible mechanism of Yucca schidigera polysaccharide B (YPB) in alleviating liver damage caused by oxidized fish oil. A total of 32 healthy male Wistar rats, aged 21 days with similar body weight, were used in this experiment. After a 3-day adaptation period, the rats were fasted, weighed, and randomly divided into two groups based on body weight: a control group (n=16) and a YPB group (n=16). Rats in the YPB group were orally administered YPB every day at a dosage of 20 mg/kg BW, while rats in the control group were gavaged with the same volume of double-distilled water every day. From the 1st to the 8th day of the experiment, all rats were fed a basal diet (containing 7% normal fish oil). Starting from the 9th day of the experiment, eight rats randomly selected from each group were changed to be fed with oxidized fish oil diet (containing 7% oxidized fish oil), and the remaining rats continued to be fed with the basal diet until the 26th day. The results showed that oxidized fish oil intake significantly reduced the average daily gain (P<0.05), significantly increased the activities of glutamic-pyruvic transaminase (GPT) and glutamic transaminase (GOT) and urea nitrogen (UN) content in serum and liver (P<0.05), significantly decreased the total antioxidant capacity (T-AOC), and the activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) in serum, as well as the activities of catalase (CAT), SOD and GSH-Px in liver (P<0.05), and significantly elevated the contents of malondialdehyde (MDA), lipid peroxides (LPO) in serum and liver, and carbonylated proteins (PC) in liver (P<0.05). Moreover, oxidized fish oil intake significantly upregulated the relative expression levels of cysteine aspartate protease 3 (Caspase3) mRNA in liver (P<0.05), and significantly downregulated the mRNA relative expression level of B cell lymphocytoma-2 (Bcl-2), the protein relative expression level of Kelch-like epichlorohydrin-associated protein 1 (Keap1) and the ratios of Bcl-2/B cell lymphocytoma-2-associated X protein (Bax) and phosphorylated nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (P-Nrf2)/nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) (P<0.05). In rats fed with oxidized fish oil diets, YPB administration significantly decreased the activities of GPT and GOT in serum and liver (P<0.05), significantly elevated the T-AOC and the activities of CAT, SOD and GSH-Px in serum and liver (P<0.05), significantly decreased the contents of MDA and LPO in serum and the contents of MDA and PC in liver (P<0.05), significantly downregulated the mRNA relative expression level of Bax in liver (P<0.05), and significantly upregulated the relative expression levels of Bcl-2 and the ratio of Bcl-2/Bax in liver (P<0.05). In conclusion, YPB mitigates oxidized fish oil-induced liver oxidative damage by enhancing antioxidant capacity, involving the regulation of the Bcl-2/Bax/Caspase3 apoptosis signaling pathway and the Nrf2/Keap1 antioxidant signaling pathway.

Key words： oxidized fish oil; Yucca schidigera polysaccharide; liver damage; antioxidant pathway; apoptosis signaling pathway

多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)因其在动物健康方面的益处,如调节炎症反应[1]、改善免疫功能[2]、促进心血管健康[3]和改善动物毛发光泽度[4]等,被广泛应用于畜禽和宠物饲粮中[5-6]。然而,与普通油脂相比,PUFAs含量高的油脂(如鱼油)更容易发生氧化酸败[7],其氧化产物可诱导动物机体发生氧化应激,从而引起组织器官(尤其是肝脏)的损伤,严重影响动物的生长和健康[8-9]。肝脏作为脂肪酸代谢的核心器官,参与脂肪酸的氧化、合成、转运及储存,易受到氧化PUFAs及其产物的侵害[10]。氧化应激是由机体内自由基生成与清除的动态平衡被打破所导致的代谢紊乱,其可通过加速肝细胞膜脂质过氧化,破坏蛋白质和DNA,最终引起细胞功能失调及组织损伤[11]。因此,如何减轻氧化PUFAs引发的机体(尤其是肝脏)氧化应激,成为当前畜禽与宠物营养研究的重点方向之一。丝兰(Yucca schidigera)是一种常用的饲料添加剂和动物食品添加剂,其提取物富含多种生物活性物质,丝兰多糖(Yucca schidigera polysaccharide)为其主要成分之一。已有研究表明,丝兰提取物具有抗氧化、免疫调节和抗炎作用,可通过清除自由基、调节机体氧化还原状态来改善动物健康[12-13]。目前,丝兰提取物已被广泛应用于畜禽和宠物饲粮中,研究发现其可显著促进动物生长,提高饲料转化率,并降低动物粪便氨氮含量等[14]。
功能性多糖具有调节机体诸多生理功能的作用,并已发现其在非酒精性脂肪肝、肠道炎症等疾病模型中展现出较好的保护作用[15-16]。本团队前期从丝兰提取物中分离和纯化了一种多糖,即丝兰多糖B(Yucca schidigera polysaccharide B,YPB),它具有丰富的羟基、甲基等功能团,并在抗氧化、免疫调节等方面表现出潜在的生物学活性,并可改善氧化应激诱导的大鼠肠道损伤[12]。然而,目前尚不明确YPB是否能通过提高抗氧化能力来缓解肝脏的氧化损伤。
鉴于YPB的潜在抗氧化特性,本研究以断奶大鼠为对象,通过饲喂含氧化鱼油(oxidized fish oil,OFO)的饲粮诱导肝脏氧化应激模型,探讨灌服YPB是否能够提高大鼠肝脏的抗氧化能力,进而减轻肝脏氧化损伤,维持动物健康,为YPB在畜禽和宠物饲粮中的应用提供理论依据,并为减轻PUFAs氧化所致的肝脏氧化损伤问题提供解决方案。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 YPB的制备

本次试验所用的丝兰提取物为市购,有效成分含量为50%。水溶性丝兰多糖的制备参考Fan等[12]的方法,分离的粗多糖测定纯度后,参考Li等[17]的方法采用凝胶柱色谱法进一步纯化,继而获得纯化的YPB,为单一多糖,纯度大于95%。YPB是一种阿拉伯半乳聚糖,其具体的结构信息参见本团队已发表的论文[12]。

1.1.2 OFO的制备

试验中使用的鱼油包括正常鱼油(normal fish oil,NFO)和OFO。NFO为饲料级产品。OFO由NFO经氧化处理制备,制备方法参考Fan等[18]发表的论文。经测定,NFO和OFO的过氧化值(POV)分别为5.86和44.20 mmol/kg,OFO的POV远高于饲料用鱼油的一级标准(6 mmol/kg)。

1.2 试验设计

本研究的动物试验方案经过四川农业大学实验动物伦理与福利委员会审核批准(编号:20230167),符合动物保护、动物福利和原则,符合国家动物福利伦理的相关规定。
饲养试验于四川农业大学动物营养研究所鼠房进行。选用32只健康的21日龄断奶雄性Wistar大鼠(由达硕实验动物有限公司提供)作为试验动物,平均体重为57.3 g。所有大鼠经过3 d的适应期后,空腹称重并根据体重相近的原则随机分为2组,即YPB组(n=16)和对照组(n=16)。YPB组每日灌胃YPB溶液(YPB浓度为3 mg/mL,YPB的灌服剂量为20 mg/kg BW),对照组每日灌胃等体积的双蒸水。所有大鼠均采用单笼饲养(条件为12 h光/12 h暗循环,20~22 ℃),自由采食和饮水。试验第1~8天,所有大鼠均饲喂基础饲粮(含7% NFO);从试验第9天开始,各组中随机选取8只的大鼠改饲喂OFO饲粮(含7%OFO),其余大鼠继续饲喂基础饲粮,持续饲喂至第26天。

1.3 试验饲粮

试验所用的饲粮按照AIN-93G鼠饲粮标准配制,基础饲粮中的油脂部分由NFO提供,其组成及营养水平见表1。OFO饲粮是将基础饲粮中的NFO替换为OFO。所有试验饲粮均由南通洛特菲饲料科技有限公司生产和提供。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)%

项目 Items 含量 Content
原料 Ingredients
玉米淀粉 Corn starch 39.749
酪蛋白(蛋白质>85%)
Casein(protein>85%)		 20.000
麦芽糊精 Maltodextrin 13.200
蔗糖 Sucrose 10.000
鱼油 Fish oil 7.000
纤维素 Fiber 5.000
预混料 Premix1) 4.500
L-胱氨酸 L-Cys 0.300
酒石酸胆碱 Choline bitartrate 0.250
叔丁基对苯二酚 Tert-butylhydroquinone 0.001
合计 Total 100.000
营养水平 Nutrient levels2)
代谢能 Metabolic energy/(MJ/kg) 16.58
粗蛋白质 Crude protein 18.31
粗纤维 Crude fiber 4.98
粗脂肪 Ether extract 6.96

1)预混料为每千克饲粮提供Premix provided the following per kg of the diet:Ca 5 000 mg,K 3 600 mg,P 1 561 mg,Cl 1 517 mg,Na 1 019 mg,Mg 510 mg,Fe 35 mg,Zn 30 mg,Mn 10 mg,Cu 6 mg,I 0.2 mg,Se 0.15 mg,VA 2 200 IU,VD3 220 IU,VE 16 IU,烟酸 nicotinic acid 15 mg,VB2 3.50 mg,VB6 1.5 mg,VB1 1.0 mg,VK3 0.50 mg,叶酸 folic acid 0.30 mg,生物素 biotin 0.05 mg,VB12 17.50 μg。
2)代谢能参考AIG-93G进行计算,粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪分别参考GB/T 6432—2018、GB/T 6434—2022和GB/T 6433—2006中方法进行测定。Metabolic energy was calculated referring to AIN-93G, and crude protein, crude fiber and ether extract were measured referring to GB/T 6432—2018, GB/T 6434—2022 and GB/T 6433—2006, respectively.

1.4 样品采集

试验期间每日对所有大鼠进行称重记录;试验第27天,将所有大鼠禁食16 h后空腹称重;随后,使用Zoletil®50注射麻醉,通过腹腔静脉采集血液样本。采集的血液于室温下静置30 min,然后在室温条件下以2 500×g离心15 min,分离血清,储存于-20 ℃直至进一步分析。采血完成后,将大鼠处死,迅速分离肝脏,取左叶第1叶和第2叶的组织块,分装于冻存管后立即投入液氮冷冻,然后转入-80 ℃保存。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 生长性能的测定

在试验开始(第1天)和结束(第27天)时,分别空腹称量大鼠的体重,以计算平均日增重(average daily gain,ADG);试验期每日记录各组饲料的投放量和剩余量,用于计算每只大鼠的平均日采食量(average daily feed intake,ADFI)。

1.5.2 血清和肝脏生化指标及抗氧化指标的测定

肝脏组织样品预处理:取0.1 g肝脏组织样品于1.5 mL EP管中,加入9倍质量体积的预冷生理盐水,匀浆后,4 ℃、3 000×g离心10 min,吸取上清,用于相关指标的测定。
血清和肝脏中总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)和谷草转氨酶(glutamic transaminase,GOT)、谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase,GPT)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性及丙二醛(malondialdehyde,MDA)、尿素氮(urea nitrogen,UN)、脂质过氧化物(lipid peroxide,LPO)、羰基化蛋白质(protein carbonyl,PC)和总蛋白(total protein,TP)含量采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒,并严格按照说明书进行测定;血清和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性采用碧云天生物技术有限公司生产的试剂盒,并严格按照说明书进行测定。

1.5.3 肝脏中凋亡和抗氧化相关基因mRNA相对表达量的测定

肝脏中B细胞淋巴瘤-2(B cell lymphocytoma-2,Bcl-2)、B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白(B cell lymphocytoma-2-associated X protein,Bax)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(cysteine aspartate protease 3,Caspase3)、Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Kelch-like epichlorohydrin-associated protein 1,Keap1)和血红素加氧酶1(heme oxygenase 1,HO1)的mRNA相对表达量采用实时荧光定量PCR技术进行测定,具体方法参考Fan等[19]的文献。

1.5.4 肝脏中抗氧化相关蛋白相对表达量的测定

肝脏组织中磷酸化核因子-E2相关因子2(phosphorylated nuclear factor erythroid 2-related factor 2,P-Nrf2)(三鹰,武汉)、核因子-E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)(三鹰,武汉)、Keap1、HO1和β-肌动蛋白(β-actin,ACTIN)(赛维尔,武汉)的蛋白相对表达量以Western Blot方法进行测定,经电泳、转膜、封闭、一抗孵育(1:1 000稀释)和二抗孵育(1:3 000稀释)后,使用ECL高灵敏化学发光试剂盒(碧云天,上海)对蛋白条带进行显色反应,再用Image Lab 6.1软件(Bio-Rad,美国)统计分析条带的灰度值。

1.6 数据分析

试验数据使用Excel 2016进行初步整理后,采用SPSS 22.0软件进行双因素方差分析(two-way ANOVA),模型主效应包括OFO攻毒和灌服YPB以及二者之间的互作效应,差异显著时进行Tukey’s HSD Test分析,显著性标准为P<0.05,而0.05≤P<0.10则视为有显著性趋势。结果用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 OFO和YPB对大鼠生长性能的影响

由表2可知,在氧化应激期(第9~27天),饲喂含OFO的饲粮显著降低了大鼠的ADG(P<0.05),并有降低ADFI的趋势(P=0.071);灌服YPB有提高大鼠ADG的趋势(P=0.079)。
表2 氧化鱼油和丝兰多糖B对大鼠生长性能的影响

Table 2 Effects of OFO and YPB on growth performance of rats during day

项目
Items		 对照组 CON group YPB组 YPB group P值 P-value
正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 氧化
鱼油
OFO		 丝兰
多糖B
YPB		 氧化鱼油×
丝兰多糖B
OFO×YPB
第1天体重 BW on day 1/g 60.35±1.27 57.95±1.49 0.234
第9天体重 BW on day 9/g 116.39±1.67 112.79±2.88 0.292
第27天体重
BW on day 27/g		 270.89±10.82a 238.02±5.34b 288.37±8.16a 239.73±10.86b <0.001 0.304 0.396
第9~27天平均日增重
ADG during days 9 to 27/g		 8.54±0.46a 6.80±0.24b 9.49±0.40a 7.32±0.41b <0.001 0.071 0.574
第9~27天平均日采食量
ADFI during days 9 to 27/g		 18.76±0.93ab 18.59±0.64ab 19.54±0.70a 16.79±0.61b 0.529 0.079 0.119

同行数据的肩标为不同字母时,表示差异显著(P<0.05)。下表同。

In the same row, values with different letter superscripts were considered as significant difference (P<0.05). The same as the below.

2.2 OFO和YPB对大鼠血清和肝脏中肝脏损伤相关指标的影响

由表3可知,饲喂含OFO的饲粮显著提高了大鼠血清中GPT、GOT活性和UN含量及肝脏中GPT和GOT活性(P<0.05);灌服YPB显著降低了大鼠血清中GPT、GOT活性和UN含量及肝脏中GPT和GOT活性(P<0.05);在饲喂含OFO饲粮的大鼠中,灌服YPB显著降低了血清和肝脏中GPT和GOT活性(P<0.05)。
表3 OFO和YPB对大鼠血清和肝脏中肝脏损伤相关指标的影响

Table 3 Effects of OFO and YPB on liver-damage-related indicators in serum and liver of rats

项目
Items		 对照组 CON group YPB组 YPB group P值 P-value
正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 氧化
鱼油
OFO		 丝兰
多糖B
YPB		 氧化鱼油×
丝兰多糖B
OFO×YPB
血清 Serum
谷丙转氨酶 GPT/(U/L) 7.14±0.73bc 12.91±1.74a 3.67±0.58c 8.35±0.55b <0.001 0.001 0.599
谷草转氨酶 GOT/(U/L) 25.56±1.59b 39.73±2.98a 23.47±3.77b 26.01±2.78b 0.013 0.009 0.059
尿素氮 UN/(mmol/L) 6.05±0.56b 7.77±0.38a 5.39±0.39b 6.38±0.35ab 0.023 0.400 0.004
肝脏Liver
谷丙转氨酶 GPT/(U/g prot) 29.58±9.51b 105.90±17.13a 39.49±8.67b 47.44±6.34b 0.006 0.042 0.001
谷草转氨酶 GOT/(U/g prot) 82.40±11.65ab 125.30±11.72a 41.32±14.06b 64.82±5.17b <0.001 0.390 0.006

2.3 OFO和YPB对大鼠血清和肝脏中抗氧化指标的影响

由表4可知,饲喂含OFO的饲粮显著降低了大鼠血清中T-AOC、SOD和GSH-Px活性及肝脏中CAT、SOD和GSH-Px活性(P<0.05),显著提高了血清中MDA和LPO含量及肝脏中MDA、LPO和PC含量(P<0.05);灌服YPB显著提高了大鼠血清中T-AOC、GSH-Px活性及肝脏中T-AOC、CAT、SOD和GSH-Px活性(P<0.05),显著降低了血清中MDA和LPO含量及肝脏中MDA和PC含量(P<0.05);在饲喂含OFO饲粮的大鼠中,灌服YPB显著提高了血清和肝脏中T-AOC及CAT、SOD和GSH-Px活性(P<0.05),显著降低了血清中MDA和LPO含量及肝脏中MDA和PC含量(P<0.05)。
表4 OFO和YPB对大鼠血清和肝脏中抗氧化指标的影响

Table 4 Effects of OFO and YPB on antioxidant indicators in serum and liver of rats

项目
Items		 对照组 CON group YPB组 YPB group P值 P-value
正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 氧化
鱼油
OFO		 丝兰
多糖B
YPB		 氧化鱼油×
丝兰多糖B
OFO×YPB
血清Serum
总抗氧化能力
T-AOC/ (U/mL)		 2.21±0.06a 1.09±0.09b 1.94±0.10a 1.99±0.16a 0.007 <0.001 <0.001
过氧化氢酶CAT/(U/mL) 9.30±0.16a 7.34±0.31b 7.77±0.68b 9.82±0.19a 0.226 0.895 <0.001
超氧化物歧化酶
SOD/(U/mL)		 55.47±2.11ab 45.17±3.09b 51.40±2.06ab 61.93±3.93a 0.040 0.968 0.002
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(mU/mL)		 237.80±2.21b 224.10±2.01c 262.00±2.22a 243.30±2.21b <0.001 <0.001 0.258
丙二醛 MDA/(nmol/mL) 12.98±2.51b 36.77±4.58a 16.42±2.42b 16.52±2.53b 0.011 0.001 0.001
脂质过氧化物
LPO/(μmol/mL)		 1.21±0.08b 1.97±0.26a 1.15±0.18b 1.27±0.09b 0.038 0.016 0.076
肝脏Liver
总抗氧化能力
T-AOC/ (U/mg prot)		 0.50±0.04b 0.38±0.03c 0.65±0.046a 0.71±0.04a <0.001 0.403 0.021
过氧化氢酶
CAT/(U/mg prot)		 15.36±0.38a 8.87±0.34c 13.95±0.26b 12.48±0.03b <0.001 <0.001 0.050
超氧化物歧化酶
SOD/(U/mg prot)		 32.50±0.57a 25.43±0.59c 35.87±0.58a 28.45±0.58b 0.001 <0.001 0.773
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(mU/mg prot)		 57.87±2.00ab 42.45±3.11c 63.34±2.28a 51.84±1.46b 0.003 <0.001 0.399
丙二醛
MDA/(nmol/mg prot)		 1.35±0.14b 1.83±0.12a 1.12±0.11b 1.22±0.12b 0.002 0.028 0.147
脂质过氧化物
LPO/(μmol/ mg prot)		 1.59±0.28b 3.68±0.30a 0.89±0.12b 3.49±0.45a <0.001 0.157 0.400
羰基化蛋白质
PC/(nmol/mg prot)		 0.31±0.03b 1.04±0.14a 0.23±0.07b 0.28±0.03b <0.001 <0.001 <0.001

2.4 OFO和YPB对大鼠肝脏中凋亡相关基因表达的影响

由图1可知,饲喂含OFO的饲粮显著提高了大鼠肝脏中Caspase3的mRNA相对表达量(P<0.05),显著降低了肝脏中Bcl-2的mRNA相对表达量和Bcl-2/Bax的比值(P<0.05);在饲喂含OFO饲粮的大鼠中,灌服YPB显著下调了肝脏中Bax的mRNA相对表达量(P<0.05),显著上调了Bcl-2的mRNA相对表达量和Bcl-2/Bax的比值(P<0.05)。
图1 OFO和YPB对大鼠肝脏中凋亡相关基因表达的影响

图中数据柱上标有不同字母时表示差异显著(P<0.05)。下图同。

Fig.1 Effects of OFO and YPB on expression of apoptosis-related genes in liver of rats

In the figure, data columns with different letters were considered as significant difference (P<0.05). The same as the below figures.

2.5 OFO和YPB对大鼠肝脏中抗氧化信号通路相关基因和蛋白表达的影响

由图2可知,饲喂含OFO的饲粮显著下调了大鼠肝脏中P-Nrf2/Nrf2的比值和Keap1的蛋白相对表达量(P<0.05),有上调Keap1的mRNA相对表达量的趋势(P=0.074);在饲喂含OFO饲粮的大鼠中,灌服YPB显著降低了Keap1的mRNA和蛋白相对表达量(P<0.05),显著上调了P-Nrf2/Nrf2的比值(P<0.05);饲喂含OFO饲粮与灌服YPB对大鼠肝脏中HO1的mRNA相对表达量均无显著影响。
图2 OFO和YPB对大鼠肝脏中抗氧化信号通路相关基因和蛋白表达的影响

A:Keap1和HO1 mRNA相对表达量;B:Nrf2、Keap1和HO1蛋白质免疫印迹条带图;C:Nrf2、Keap1和HO1蛋白灰度值分析。

Fig.2 Effects of OFO and YPB on expression of antioxidant signaling pathway-related genes and proteins in liver of rats

A: mRNA relative levels of Keap1 and HO1; B: bar graphs of Nrf2, Keap1 and HO1 Western Blot; C: gray value analysis of Nrf2, Keap1 and HO1 proteins.

3 讨论

鱼油作为一种重要的营养补充剂,广泛应用于畜禽和宠物饲粮中。富含PUFAs的鱼油具有促进骨骼发育、增强免疫功能、改善毛发质量以及促进运动能力等诸多益处[20-21]。然而,正是鱼油中的PUFAs相较于饱和脂肪酸更容易发生氧化,过氧化油脂在体内积累将引发氧化应激,使包括肝脏在内的诸多组织器官受损。因此,如何有效保护和减轻在鱼油应用中对动物健康造成的负面影响,是当前需要重视的问题。本研究围绕氧化PUFAs引发的氧化应激及其对肝脏的损伤进行了深入探讨,并评估了YPB在这一过程中的潜在保护作用。
本研究结果表明,饲喂含OFO的饲粮显著降低了大鼠的体重增长,然而采食量未见降低。这表明大鼠体重下降并非由于采食量减少,而可能是OFO引发的大鼠肝脏损伤及代谢功能受损。大量研究表明OFO会造成动物氧化应激[22-23]。本研究中,饲喂含OFO的饲粮使大鼠肝脏中GPT、GOT的释放增加,充分说明肝细胞的代谢能力和完整性受到了破坏。当肝细胞膜脂质过氧化时,肝细胞破损,细胞内的GPT、GOT释放到血液中,这一过程通常伴随着抗氧化系统的破坏。OFO造成大鼠肝脏功能受损,本研究成功建立了由氧化PUFAs诱导的肝脏氧化应激模型。OFO导致的肝细胞凋亡,表现为Caspase3和Bax表达的上调以及Bcl-2表达的下调,促进了凋亡信号的传递,反映出氧化应激是肝细胞凋亡的重要因素,这一机制与OFO在凡纳滨对虾中引起细胞凋亡情况[24]一致。OFO处理显著上调了Keap1蛋白的表达,抑制了Nrf2的入核,是抗氧化酶活性降低的部分原因,脂质和蛋白质过氧化物的积累进一步损伤肝细胞。
丝兰的应用在畜牧业由来已久,其有促生长、改善肠道健康、提升畜产品品质及减少臭气排放等多重作用[25]。宠物业也对丝兰的除臭、改善肠道健康和毛发状态的作用有重点关注[26]。丝兰中包含了多酚、多糖和蛋白质,本团队前期研究发现丝兰多糖通过其强大的抗氧化作用[12],能够有效缓解氧化应激。本研究重点评估了YPB对OFO诱发的肝脏氧化应激损伤的保护作用。YPB的添加一定程度上改善了大鼠的体重增长,肝脏作为体内代谢的中心器官,与体重调控和整体健康密切相关。血清生化指标检测结果显示,YPB的添加能够显著降低血清UN含量,明确其可能通过改善肝脏代谢功能,减轻由氧化应激引起的肝脏负担。丝兰多糖可能通过调节Bcl-2/Bax/Caspase3凋亡信号通路,减缓肝脏细胞凋亡反应,减轻肝脏损伤,与枸杞多糖[27]、黄精多糖[28]和当归多糖[29]等植物多糖的作用途径相似。丝兰多糖在OFO引起的氧化应激模型下通过调控Nrf2/Keap1/HO1抗氧化信号通路,提高了抗氧化功能,降低了脂质和蛋白质的氧化损伤,有效减轻OFO引发的肝脏的氧化损伤。

4 结论

本研究构建了食源性氧化应激模型,探讨了OFO引发的氧化应激对肝脏的损伤,并评估了YPB在缓解肝脏损伤中的保护作用。YPB作为丝兰中生物活性物质,对OFO诱导的肝脏氧化应激有显著的保护作用,其通过Nrf2/Keap1抗氧化通路增强抗氧化酶活性,调节Bcl-2/Bax/Caspase3凋亡信号通路,可有效减缓OFO引起的大鼠肝脏氧化损伤,未来可作为一种天然抗氧化添加剂应用于畜牧和宠物饲粮中,改善动物健康并应对由氧化应激引发的健康问题。

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