动物营养学报 >

2026 , Vol. 38 >Issue 3: 2164 - 2172

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2026.173

研究论文

饲粮中添加椰子油对脂多糖诱导的仔猪肌肉损伤和环鸟苷酸-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子信号通路的影响

  • 廖爱国 ,
  • 贺文胜 ,
  • 张晓娟 ,
  • 王顶 ,
  • 程佳敏 ,
  • 陈少魁 ,
  • 刘玉兰 ,
  • 王丹 , *
展开
  • 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
*王 丹,副教授,硕士生导师,E-mail:

廖爱国(2001—),男,湖南株洲人,硕士研究生,从事猪营养与免疫研究。E-mail:

收稿日期: 2025-08-22

  网络出版日期: 2026-03-16

基金资助

国家自然科学基金(U22A20517)

湖北省重点研发计划项目(2023BBB047)

湖北省科技计划项目[科技创新基地(平台)计划](2025CSA037)

收起

Effects of Dietary Coconut Oil Supplementation on Lipopolysaccharide-Induced Muscle Injury and cGAS-STING Signaling Pathway in Piglets

  • LIAO Aiguo ,
  • HE Wensheng ,
  • ZHANG Xiaojuan ,
  • WANG Ding ,
  • CHENG Jiamin ,
  • CHEN Shaokui ,
  • LIU Yulan ,
  • WANG Dan , *
Expand
  • Hubei Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China
*associate professor, E-mail:

Received date: 2025-08-22

  Online published: 2026-03-16

Fold

摘要

本试验旨在研究饲粮中添加椰子油对脂多糖(LPS)诱导的仔猪肌肉损伤和环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激因子(STING)信号通路的影响。选取28日龄的“杜×长×大”断奶仔猪24头,随机分为4个组,每组6个重复,每个重复1头猪。采用2×2因子设计,主因子分别为饲粮处理(添加3%大豆油或3%椰子油)和LPS处理(注射LPS或生理盐水)。在试验第28天,仔猪腹腔注射100 μg/kg BW的LPS或等量生理盐水,4 h后屠宰取样。结果表明:1)在LPS刺激下椰子油显著降低了血清中总蛋白(TP)含量(P<0.05),并缓解了LPS诱导的血清中葡萄糖(GLU)含量的降低(P>0.05);2)椰子油显著加剧了LPS诱导的肌肉中白细胞介素-6(IL-6)mRNA相对表达量的升高(P<0.05),并显著抑制了LPS诱导的肌肉中白细胞介素-10(IL-10)mRNA相对表达量的升高(P<0.05);3)椰子油显著降低了肌肉中丙二醛(MDA)含量(P<0.05),且显著缓解了LPS诱导的肌肉中总抗氧化能力(T-AOC)的升高(P<0.05);4)椰子油显著提高了肌肉中叉头框蛋白O1(FOXO1)mRNA相对表达量(P<0.05),并在LPS刺激下显著提高了肌肉中FOXO1和叉头框蛋白O4(FOXO4)mRNA相对表达量(P<0.05);5)椰子油显著提高了肌肉中2',5'-寡腺苷酸合成酶2(OAS2)mRNA相对表达量(P<0.05),且显著加剧了LPS诱导的肌肉中STING mRNA相对表达量的升高(P<0.05)。综合以上结果得出,饲粮中采用椰子油代替等量的大豆油会促进cGAS-STING信号通路的激活,加剧LPS诱导的仔猪肌肉炎症反应和蛋白质降解。

关键词： 椰子油; 脂多糖; 仔猪; 肌肉损伤; cGAS-STING信号通路

本文引用格式

廖爱国 , 贺文胜 , 张晓娟 , 王顶 , 程佳敏 , 陈少魁 , 刘玉兰 , 王丹 . 饲粮中添加椰子油对脂多糖诱导的仔猪肌肉损伤和环鸟苷酸-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子信号通路的影响[J]. 动物营养学报, 2026 , 38(3) : 2164 -2172 . DOI: 10.12418/CJAN2026.173

Abstract

This experiment aimed to investigate the effects of dietary coconut oil supplementation on lipopolysaccharide (LPS)-induced muscle injury and cyclic GMP-AMP synthase (cGAS)-stimulator of interferon gene (STING) signaling pathway in piglets. A total of twenty-four 28-day-old “Duroc×Landrace×Yorkshire” weaned piglets were randomly allocated to four groups with six replicates per group and one piglet per replicate. A 2×2 factorial design was adopted, with the main factors being dietary treatment (supplemented with 3% soybean oil or 3% coconut oil) and LPS treatment (injected with LPS or saline). On day 28 of the trial, piglets were intraperitoneally injected with 100 μg/kg BW LPS or an equal volume of saline, and samples were collected after slaughter 4 hours later. The results showed as follows: 1) coconut oil significantly reduced the serum total protein (TP) content under LPS challenge (P<0.05), and alleviated the LPS-induced decrease in serum glucose (GLU) content (P>0.05). 2) Coconut oil significantly exacerbated the LPS-induced increase in the mRNA relative expression level of interleukin-6 (IL-6) in muscle (P<0.05), and significantly inhibited the LPS-induced increase in the mRNA relative expression level of interleukin-10 (IL-10) in muscle (P<0.05). 3) Coconut oil significantly reduced the muscle malondialdehyde (MDA) content (P<0.05) and significantly alleviated the LPS-induced increase in muscle total antioxidant capacity (T-AOC) (P<0.05). 4) Coconut oil significantly increased the mRNA relative expression level of forkhead box protein O1 (FOXO1) in muscle (P<0.05), and significantly increased the relative mRNA expression of both FOXO1 and forkhead box protein O4 (FOXO4) in muscle under LPS challenge (P<0.05). 5) Coconut oil significantly increased the mRNA relative expression level of 2',5'-oligoadenylate synthetase 2 (OAS2) in muscle (P<0.05), and significantly exacerbated the LPS-induced increase in the mRNA relative expression level of STING in muscle (P<0.05). Based on the above results, it can be concluded that replacing an equal amount of soybean oil with coconut oil in the diet promotes the activation of the cGAS-STING signaling pathway, and exacerbates LPS-induced muscle inflammation and protein degradation in piglets.

Key words： coconut oil; lipopolysaccharide; piglets; muscle injury; cGAS-STING signaling pathway

骨骼肌作为机体的关键代谢组织,兼具运动、代谢调节及能量储存等多种生理功能。在畜禽生产中,骨骼肌更是决定肉产量与肉品质的最具经济价值的产品。然而在生猪养殖中,断奶应激、病原体感染及免疫应激等多种因素常引起肌肉质量下降与肌原纤维蛋白的加速降解,从而影响猪的生长效率[1]。脂多糖(LPS)作为革兰氏阴性菌的细胞壁成分,会诱发机体强烈的炎症反应,进而通过抑制蛋白质合成与加速降解的双重作用,最终导致肌肉萎缩[2]。因此,深入探究肌肉蛋白质合成与降解过程的营养调控机理,对于促进生猪健康养殖具有重要的理论与实践意义。
环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激蛋白(STING)信号通路是先天免疫系统的核心组成部分。该信号通路在感知胞质双链DNA后,cGAS催化生成第二信使环鸟苷酸-腺苷酸(cGAMP),cGAMP与STING结合,进而激活下游的TANK结合激酶1(TBK1)和干扰素调节因子3(IRF3),最终诱导Ⅰ型干扰素的产生。此外,cGAS-STING信号通路激活还能促进大量具有广谱抗病毒功能的干扰素刺激基因(ISG)的表达[3]。然而,该信号通路作为关键的炎症介质,其过度或持续激活可能导致异常炎症反应,甚至诱发自身免疫性疾病。研究表明,STING介导的NLRP3炎性小体激活会引发小鼠肌肉萎缩与功能障碍[4]。因此,通过营养手段精细调控cGAS-STING信号通路的激活,可能是减轻肌肉损伤的一种潜在策略。
椰子油是从成熟椰子仁中提取的植物油,富含中链脂肪酸(MCFAs),其含有的多种酚类化合物具有抗炎与抗氧化活性。研究表明,椰子油能够缓解硫酸葡聚糖诱导的小鼠炎症性肠病,并调节相关的炎症与免疫反应[5]。此外,椰子油中的多酚类物质和维生素E等抗氧化成分可抑制DNA与脂质过氧化损伤,同时增强细胞内超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶的活性[6]。然而,目前关于椰子油在调控仔猪肌肉炎症方面的研究尚少,其作用机制也不明确。因此,本研究以LPS诱导的仔猪肌肉损伤为模型,探讨饲粮中添加椰子油对仔猪肌肉损伤、抗氧化能力、炎症反应以及cGAS-STING信号通路的影响,以期为椰子油在仔猪饲粮中的应用提供理论依据,并为人类肌肉损伤相关疾病的防治提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 试验设计

动物试验方案经武汉轻工大学动物福利与使用伦理委员会批准(批准号:WPU2023080901)。选取体重为(7.77±0.03) kg的28日龄“杜×长×大”断奶公猪24头,随机分为4个组,每组6个重复,每个重复1头猪,单笼饲养。采用2×2因子设计,主因子包括饲粮处理和LPS处理。饲粮处理为添加3%大豆油或3%椰子油;LPS处理为注射LPS或生理盐水。试验饲粮参考NRC(2012)的营养标准配制,其组成及营养水平参见本团队已发表文献[7]。在试验第28天,对饲喂同一饲粮的2组仔猪分别腹腔注射100 μg/kg BW的LPS和等量生理盐水。在注射4 h后,经颈静脉穿刺,使用10 mL真空管采集血样,1 200×g离心10 min,收集血清,于-20 ℃保存待测;仔猪采血后注射戊巴比妥钠实施安乐死,剖取背最长肌备用。

1.2 检测指标

1.2.1 血清中肌肉代谢指标

使用全自动生化分析仪(日立7100,日本)测定血清中总蛋白(TP)、葡萄糖(GLU)、肌酐(CREA)含量与肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)活性。

1.2.2 肌肉中氧化应激指标

使用南京建成生物工程研究所提供的试剂盒测定肌肉中TP、丙二醛(MDA)含量以及总抗氧化能力(T-AOC)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性。

1.2.3 肌肉中炎性细胞因子、cGAS-STING信号通路及肌肉降解与合成相关基因的表达

采用RNAiso Plus试剂(TaKaRa)提取肌肉组织总RNA,使用NanoDrop 2000分光光度计测定其浓度与纯度,并通过1%琼脂糖凝胶电泳检测RNA完整性。以1 μg总RNA为模板,参照SYBR® Premix Ex TaqTM qPCR试剂盒(TaKaRa)说明书进行反转录,合成cDNA。实时荧光定量PCR反应在CFX96实时PCR系统上进行,炎性细胞因子、cGAS-STING信号通路及肌肉降解与合成相关基因的引物序列见表1。以β-肌动蛋白(β-actin)作为内参基因,采用2-ΔΔCt法计算各目的基因的mRNA相对表达量。
表1 引物序列

Table 1 Primer sequences

基因
Genes		 引物序列
Primer sequences (5'—3')		 登录号
Accession number		 产物大小
Product size/bp
β-肌动蛋白
β-actin		 F:TGCGGGACATCAAGGAGAAG
R:AGTTGAAGGTGGTCTCGTGG		 XM_003124280.5 216
肿瘤坏死因子-α
TNF-α		 F:TCCAATGGCAGAGTGGGTATG
R:AGCTGGTTGTCTTTCAGCTTCAC		 NM_214022.1 67
白细胞介素-1β
IL-1β		 F:GCTAACTACGGTGACAACAATAATG
R:CTTCTCCACTGCCACGATGA		 NM_214055.1 186
白细胞介素-6
IL-6		 F:AAGGTGATGCCACCTCAGAC
R:TCTGCCAGTACCTCCTTGCT		 JQ839263.1 151
白细胞介素-10
IL-10		 F:CCACAAGTCCGACTCAACGA
R: GGCAACCCAGGTAACCCTTA		 NM_214041.1 267
环鸟苷酸-腺苷酸合成酶
cGAS		 F:ACTATGAGCGAGTGAAGATT
R:AATAATGAGCACCACTGTTG		 XM_013985148.2 108
干扰素基因刺激因子
STING		 F:AGGAGGAAAGGGAGGTTAC
R:ATATCTGAGCGGAGTGGAA		 XM_013995168.2 127
TANK结合激酶1
TBK1		 F:TGAAGAGGAGACAACAACAA
R:GGTAGTCCATAGGCATTAGAT		 XM_021090853.1 105
干扰素刺激基因15
ISG15		 F:AGCACAGTCCTGTTGATG
R:GTCAGCCAGACCTCATAG		 NM_001128469.3 98
2',5'-寡腺苷酸合成酶2
OAS2		 F:CCATCCTTGAGTATCTTCTTG
R:TCTATGCGTGCTTATGACA		 XM_021072182.1 139
C-X-C基序趋化因子配体10
CXCL10		 F:ACGGCACTACTGATAAGGA
R:CAGGACTTGGCACATTCA		 NM_001008691.1 236
肌肉环指蛋白1
MURF1		 F:ATGGAGAACCTGGAGAAGCA
R:ACGGTCCATGATCACCTCAT		 NM_001184756.1 219
叉头框蛋白O1
FOXO1		 F:TTCACCAGGCACCATCAT
R:GAGGAGAGTCGGAAGTAAGT		 NM_214014.3 236
肌肉萎缩F-box蛋白
MAFBX		 F:TCACAGCTCACATCCCTGAG
R:GACTTGCCGACTCTCTGGAC		 NM_001044588.1 167
叉头框蛋白O4
FOXO4		 F:TGGAGTGTGACATGGATAAC
R:CTCATCTCTGAAGCAAGGAA		 XM_003135172.1 122
蛋白激酶B
AKT		 F:GAAGAAGGAGGTCATCGT
R:GGACAGGTGGAAGAAGAG		 NM_001159776.1 178

1.3 统计分析

试验数据采用SPSS 26.0软件进行双因素方差分析,主效应包括饲粮处理、LPS处理及两者的互作效应。当互作效应P≤0.10时,采用Duncan氏多重比较法进行组间差异显著性分析。P<0.05为差异显著,0.05≤P<0.10为差异具有显著趋势。

2 结果

2.1 椰子油对LPS刺激仔猪血清中肌肉代谢指标的影响

由表2可知,LPS刺激显著降低了血清中GLU含量和LDH活性(P<0.05)。椰子油与LPS刺激对血清中TP含量的影响存在显著的互作效应(P<0.05),且对血清中GLU含量和LDH活性的影响存在互作效应趋势(P=0.068),表现为在LPS刺激下椰子油能够显著降低血清中TP含量(P<0.05),并能缓解LPS刺激导致的血清中GLU含量的降低(P>0.05),同时使血清中LDH活性进一步下降(P>0.05)。椰子油和LPS刺激对血清中CREA含量和CK活性均未产生显著影响(P>0.05)。
表2 椰子油对LPS刺激仔猪血清中肌肉代谢指标的影响

Table 2 Effects of coconut oil on muscle metabolism indices in serum of LPS-challenged piglets

项目
Items		 生理盐水 Saline 脂多糖 LPS 均值
标准误
SEM		 P值 P-value
大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 饲粮
Diet		 脂多糖
LPS		 互作
Interaction
总蛋白 TP/(g/L) 54.60ab 58.42a 58.97a 50.48b 0.893 0.206 0.329 0.003
葡萄糖 GLU/(mg/L) 4.93a 4.00ab 2.47c 3.08bc 0.199 0.698 <0.001 0.068
肌酐 CREA/(mg/L) 78.77 93.86 99.42 94.90 3.252 0.426 0.111 0.147
肌酸激酶 CK/(U/L) 1 977.00 2 646.62 2 220.00 2 135.25 206.199 0.486 0.748 0.371
乳酸脱氢酶LDH/(U/L) 1 161.68a 1 274.98a 1 096.25ab 924.35b 36.976 0.696 0.011 0.068

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

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

2.2 椰子油对LPS刺激仔猪肌肉中炎性细胞因子基因表达的影响

由表3可知,LPS刺激显著提高了仔猪肌肉中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-10(IL-10)mRNA相对表达量(P<0.05)。与大豆油相比,椰子油有提高肌肉中IL-6 mRNA相对表达量的趋势(P=0.062)。椰子油与LPS刺激对肌肉中IL-10 mRNA相对表达量的影响存在显著的互作效应(P<0.05),且对肌肉中IL-6 mRNA相对表达量的影响存在互作效应趋势(P=0.066),表现为椰子油能显著抑制LPS刺激导致的肌肉中IL-10 mRNA相对表达量的升高(P<0.05),并能显著加剧LPS刺激导致的肌肉中IL-6 mRNA相对表达量的升高(P<0.05)。
表3 椰子油对LPS刺激的仔猪肌肉炎性细胞因子基因表达的影响

Table 3 Effects of coconut oil on expression of inflammatory factor genes in muscle of LPS-challenged piglets

项目
Items		 生理盐水 Saline 脂多糖 LPS 均值
标准误
SEM		 P值 P-value
大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 饲粮
Diet		 脂多糖
LPS		 互作
Interaction
肿瘤坏死因子-α TNF-α 1.00 0.94 1.81 1.52 0.138 0.452 0.007 0.619
白细胞介素-1β IL-1β 1.00 1.55 29.78 46.39 5.402 0.292 <0.001 0.324
白细胞介素-6 IL-6 1.00b 1.49b 29.58b 95.62a 10.890 0.062 0.002 0.066
白细胞介素-10 IL-10 1.00c 2.05bc 7.42a 4.06b 0.564 0.226 <0.001 0.027

2.3 椰子油对LPS刺激仔猪肌肉中氧化应激指标的影响

由表4可知,LPS刺激显著提高了肌肉中T-AOC(P<0.05)。与大豆油相比,椰子油显著降低了肌肉中MDA含量(P<0.05),且有降低肌肉中T-AOC的趋势(P=0.075)。椰子油与LPS刺激对肌肉中T-AOC的影响存在显著的互作效应(P<0.05),表现为椰子油能显著缓解LPS刺激导致的肌肉中T-AOC的升高(P<0.05)。椰子油和LPS刺激对肌肉中GSH-Px活性均未产生显著影响(P>0.05)。
表4 椰子油对LPS刺激仔猪肌肉中氧化应激指标的影响

Table 4 Effects of coconut oil on oxidative stress indices in muscle of LPS-challenged piglets

项目
Items		 生理盐水 Saline 脂多糖 LPS 标准误
SEM		 P值 P-value
大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 饲粮
Diet		 脂多糖
LPS		 互作
Interaction
丙二醛 MDA/(nmol/mg prot) 0.56 0.48 0.57 0.45 0.019 0.012 0.827 0.560
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(U/mg prot)		 188.09 172.15 164.86 145.30 18.026 0.628 0.495 0.960
总抗氧化能力
T-AOC/(U/mg prot)		 0.02b 0.02b 0.04a 0.03b 0.002 0.075 0.005 0.033

2.4 椰子油对LPS刺激仔猪肌肉中肌肉降解与合成相关基因表达的影响

由表5可知,LPS刺激显著提高了肌肉中肌肉环指蛋白1(MURF1)、叉头框蛋白O1(FOXO1)和肌肉萎缩F-box蛋白(MAFBX)mRNA相对表达量(P<0.05),且有降低肌肉中蛋白激酶B(AKT)mRNA相对表达量的趋势(P=0.084)。与大豆油相比,椰子油显著提高了肌肉中FOXO1 mRNA相对表达量(P<0.05)。椰子油与LPS刺激对肌肉中FOXO1和叉头框蛋白O4(FOXO4)mRNA相对表达量的影响存在显著的互作效应(P<0.05),表现为在LPS刺激下椰子油能显著提高肌肉中FOXO1和FOXO4 mRNA相对表达量(P<0.05)。
表5 椰子油对LPS刺激仔猪肌肉中肌肉降解与合成相关基因表达的影响

Table 5 Effects of coconut oil on expression of muscular degradation and synthesis related genes in muscle of LPS-challenged piglets

项目
Items		 生理盐水 Saline 脂多糖 LPS 均值
标准误
SEM		 P值 P-value
大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 饲粮
Diet		 脂多糖
LPS		 互作
Interaction
肌肉环指蛋白1 MURF1 1.00 1.02 2.61 3.79 0.199 0.147 <0.001 0.165
叉头框蛋白O1 FOXO1 1.00c 1.22c 2.38b 4.64a 0.166 0.001 <0.001 0.006
肌肉萎缩F-box蛋白MAFBX 1.00 0.99 2.60 3.49 0.234 0.449 0.002 0.434
叉头框蛋白O4 FOXO4 1.00ab 0.89b 0.91b 1.16a 0.047 0.382 0.267 0.036
蛋白激酶B AKT 1.00 1.11 0.96 0.81 0.048 0.863 0.084 0.193

2.5 椰子油对LPS刺激仔猪肌肉中cGAS-STING信号通路相关基因表达的影响

由表6可知,LPS刺激显著提高了肌肉中cGAS、STING、TBK1、干扰素刺激基因15(ISG15)、2',5'-寡腺苷酸合成酶2(OAS2)和C-X-C基序趋化因子配体10(CXCL10)mRNA相对表达量(P<0.05)。与大豆油相比,椰子油显著提高了肌肉中OAS2 mRNA相对表达量(P<0.05),且有提高肌肉中STING mRNA相对表达量的趋势(P=0.057)。椰子油与LPS刺激对肌肉中STING mRNA相对表达量的影响存在互作效应趋势(P=0.087),表现为椰子油显著加剧了LPS刺激导致的肌肉中STING mRNA相对表达量的升高(P<0.05)。
表6 椰子油对LPS刺激仔猪肌肉中cGAS-STING信号通路相关基因表达的影响

Table 6 Effects of coconut oil on expression of cGAS-STING signaling pathway related genes in muscle of LPS-challenged piglets

项目
Items		 生理盐水 Saline 脂多糖 LPS 均值
标准误
SEM		 P值 P-value
大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 大豆油
Soybean
oil		 椰子油
Coconut
oil		 饲粮
Diet		 脂多糖
LPS		 互作
Interaction
环鸟苷酸-腺苷酸合成酶cGAS 1.00 1.53 3.71 2.96 0.342 0.803 <0.001 0.147
干扰素基因刺激因子 STING 1.00b 1.04b 1.23b 1.98a 0.108 0.057 0.007 0.087
TANK结合激酶1 TBK1 1.00 1.07 1.32 1.22 0.060 0.933 0.029 0.417
干扰素刺激基因15 ISG15 1.00 1.33 9.55 8.73 0.895 0.893 <0.001 0.749
2',5'-寡腺苷酸合成酶2 OAS2 1.00 1.66 2.98 4.56 0.218 0.018 <0.001 0.303
C-X-C基序趋化因子配体10
CXCL10		 1.00 1.99 118.25 117.85 7.567 0.980 <0.001 0.953

3 讨论

骨骼肌是维持机体稳态的关键器官之一。然而,多种病理因素如LPS刺激可诱导骨骼肌萎缩,并伴随炎性细胞因子的大量释放[8]。本研究中,LPS刺激显著提高了仔猪肌肉中促炎细胞因子基因的表达。然而,椰子油干预并未对LPS诱导的仔猪炎性细胞因子基因TNF-α与IL-1β的表达产生显著影响,提示其可能未广泛激活Toll样受体4(TLR4)/核因子-κB(NF-κB)炎症信号通路。IL-10作为一种抗炎细胞因子,在抑制炎症反应中具有重要作用,既往研究显示其可缓解LPS诱导的人结直肠癌细胞氧化应激与炎症反应[9]。本研究发现,LPS刺激显著提升了仔猪肌肉中IL-10的mRNA相对表达量,这可能是机体为应对炎症所启动的一种负反馈调节机制。然而,椰子油干预抑制了LPS刺激所引起的仔猪肌肉中IL-10表达的上调,提示椰子油可能减弱了IL-10介导的抗炎作用。该效应可能与椰子油抑制磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-AKT、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)等信号通路有关,从而干扰了IL-10的反馈性生成路径,但这一机制尚需进一步试验验证。此外,本研究还发现,椰子油进一步增强了LPS诱导的仔猪肌肉中IL-6表达的上调。该现象可能与MAPK信号通路的激活及轻度内质网应激的诱发有关,提示椰子油在仔猪肌肉中具有一定的促炎倾向。然而,另有研究指出,椰子油可通过调节肺泡巨噬细胞的TLR4通路来降低IL-1β、IL-6和TNF-α等炎性细胞因子的含量。本研究结果与之存在差异,这可能与细胞和组织类型的特异性有关。在巨噬细胞中,椰子油或许能直接干预TLR4通路的负反馈调节;而在肌肉组织中,它可能通过改变局部代谢状态或氧化还原平衡,间接营造出利于炎症持续的微环境,从而加剧LPS诱导的炎症反应。这表明椰子油对机体炎症的调控作用具有显著的组织特异性与高度的机制复杂性。综上可知,本研究表明,椰子油可抑制仔猪肌肉中IL-10的表达并促进IL-6的表达,提示其可能加剧了慢性炎症状态,但具体作用机制仍有待进一步阐明。
氧化应激是导致骨骼肌萎缩的关键机制之一。在生物体内,过量自由基的积累可引发脂质过氧化反应,并生成终产物MDA,其含量常被用作评价机体氧化损伤程度。GSH-Px作为抗氧化防御系统的关键酶,在清除自由基、维持氧化还原平衡中发挥重要作用[10]。仔猪由于抗氧化系统尚未完全发育,容易受到氧化应激的影响,进而导致生长性能下降。研究表明,椰子油具有较强的抗氧化作用[6]。本试验中,饲粮中添加椰子油显著降低了仔猪肌肉中MDA含量,但GSH-Px活性未见显著变化。这表明椰子油可能通过其自身的抗氧化成分直接清除自由基,从而降低MDA含量、减轻氧化损伤,而该作用可能并非依赖于激活机体固有的内源性抗氧化酶系统[如谷胱甘肽(GSH)系统]。已有研究显示,在肉鸡饲粮中添加1.0~1.5 mL/kg椰子油可提高SOD活性和谷胱甘肽(GSH)含量,同时降低MDA含量[11];此外,椰子油还能缓解甲氨蝶呤诱导的大鼠GSH-Px和SOD活性下降及MDA含量升高[12]。综上所述,本试验中椰子油对MDA的抑制作用提示其在缓解仔猪肌肉氧化应激中可能发挥重要的角色。
肌肉萎缩是一个受精密转录调控的主动过程,其特征是蛋白质降解增强与合成减少。肌肉特异性E3泛素连接酶MURF1和MAFBX是关键的肌肉萎缩标志物,其基因表达在肌肉萎缩条件下显著上调[13]。FOXO1可直接诱导肌肉萎缩,而FOXO4则通过激活MAFBX和MURF1的转录促进蛋白质降解[14]。与之相反,AKT作为重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,可通过促进蛋白质合成抑制肌肉萎缩进程。已有研究证实,LPS刺激可显著上调仔猪肌肉中FOXO1、MURF1和MAFBX的表达,同时抑制AKT的表达,从而促进肌肉蛋白质降解[1],该结果与本研究结果一致。本试验进一步发现,在LPS诱导下,饲粮中添加椰子油会进一步上调仔猪肌肉中FOXO1和FOXO4的表达。相关研究也表明,饲喂椰子油可导致后备母猪肌肉中FOXO1的相对表达量升高[15]。这些结果共同提示,椰子油可能通过激活叉头框蛋白O(FOXO)信号通路,进而增强泛素-蛋白酶体系统的活性,从而加剧LPS诱导的肌肉蛋白质降解。
研究表明,cGAS-STING信号通路是启动Ⅰ型干扰素应答的关键分子开关,其激活可显著上调ISG15、CXCL10等下游干扰素刺激基因的表达[16]。当细胞感知胞质内双链RNA或DNA时,2',5'-寡腺苷酸合成酶(OAS)家族蛋白及cGAS可分别催化产生特定环状核苷酸第二信使,进而通过STING-TBK1-IRF3信号轴诱导抗病毒免疫反应[17]。值得注意的是,除病毒核酸外,近期研究提示LPS亦可在非病毒感染模型中激活cGAS-STING信号通路,如小鼠脓毒症心肌损伤模型[18]。本研究中,LPS刺激显著提高了仔猪肌肉中cGAS、STING、TBK1及其下游效应分子ISG15、OAS2、CXCL10的mRNA相对表达量,表明cGAS-STING信号通路参与LPS诱导的肌肉免疫应答。进一步研究发现,饲粮中添加椰子油能显著增强仔猪肌肉中OAS2和STING的表达,说明椰子油可进一步增强LPS对该信号通路的激活作用。上述结果提示,椰子油很可能通过激活cGAS-STING信号通路并促进IRF3介导的Ⅰ型干扰素及相关效应分子表达,从而加剧LPS引起的肌肉炎症反应。
本研究结果表明,饲粮中添加椰子油加剧了LPS诱导的仔猪肌肉损伤,然而,该结果与血清中TP、GLU含量以及肌肉中MDA含量和T-AOC的测定结果存在表面矛盾。这种不一致很可能源于本试验所选取的采样时间点(LPS刺激后4 h)的局限。该时间点处于急性炎症反应的早期阶段,此时机体正经历剧烈的免疫激活、代谢重整与氧化应激响应,各项生理生化指标呈现高度动态变化。例如,血清中的TP与GLU含量是受急性期反应调控的敏感代谢参数。LPS刺激后,肝脏加速合成急性期蛋白,可能在一定时间内掩盖血清中TP含量的真实变化趋势;同时,氧化应激与抗氧化系统的响应也具有明显的时间依赖性:在LPS刺激4 h时,炎症通路与蛋白质降解系统已被激活,而氧化损伤的累积或抗氧化储备的消耗可能尚未达到检测峰值,因此该时间点测得的肌肉中MDA含量与T-AOC未必能完整反映应激全程的氧化还原状态。综上可知,单一时间点的检测结果只能捕捉复杂病理生理过程中的一个瞬时片段,难以刻画其动态演变轨迹。本研究中看似矛盾的结果恰恰提示,在评估营养素对急性免疫应激的调控作用时,必须开展多时间点的动态监测,才能更全面、准确地揭示其效应与机制。

4 结论

饲粮中采用椰子油代替等量的大豆油可以减轻仔猪的氧化应激损伤,同时通过上调肌肉中OAS2和STING的表达来激活cGAS-STING信号通路,从而加剧LPS诱导的仔猪肌肉损伤和炎性反应。

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