热应激对高、低水效率选择肉鸡回肠上皮屏障完整性的影响

Effect of heat stress on ileal epithelial barrier integrity in broilers divergently selected for high- and low-water efficiency.

作者信息Elizabeth S Greene, Brooklee Roach, Maria Fernandez Cuadrado, Sara Orlowski, Sami Dridi
PMID40260206
发布时间2025-04-07
DOI10.3389/fphys.2025.1558201

实验完整度

包含动物模型(肉鸡品系)、体内功能检测(FITC-D通透性)、基因表达(RT-qPCR)和蛋白验证(Western blot),多层级证据。

主要模型

高水效率(HWE)肉鸡品系 低水效率(LWE)肉鸡品系

重点核对

第四代高、低水效率选择肉鸡品系 热应激处理:36°C,9小时/天,从29天至49天 回肠组织取样位置:回肠连接处前约3厘米 FITC-D灌胃剂量:8.32 mg/kg 每组样本量:n=12

摘要

水资源短缺和全球气温上升是当前和未来家禽可持续性面临的两大威胁。因此,选择水效率(WE)和耐热性至关重要。此外,在挑战性条件下,肠道完整性对维持营养吸收以及肉鸡的生长和性能至关重要。在此,我们研究了慢性循环热应激(HS)对第四代低水效率(LWE)和高水效率(HWE)鸡系回肠中紧密连接、间隙连接、黏附连接和桥粒基因表达谱的影响。LWE鸡表现出更高的肠道通透性,无论温度如何,通过异硫氰酸荧光素-葡聚糖(FITC-D)测量。在claudins(CLDN)中,与LWE相比,HWE的Cldn1表达更高,不受温度影响。在热应激期间,Cldn5、-16、-20和-34基因在LWE中均更高,在HWE中更低。相反,Cldn25在LWE中降低,但在热应激下HWE中升高。Cldn4在HWE系中升高,且被热应激降低。Cingulin(Cgn)基因表达在HWE中低于LWE,且在热应激下低于热中性(TN)条件。间隙连接蛋白α1(Gja1)和桥粒芯蛋白4(Dsg4)在HWE中高于LWE。钙黏蛋白1(Cdh1)基因表达在TN条件下HWE中最高,在热应激下HWE中最低,而catenin α2(Ctnna2)和桥粒胶蛋白1(Dsc1)在热应激期间HWE中最高,相比所有其他组。这些与肠道屏障完整性相关的关键基因的差异表达可能有助于水效率表型以及这些鸡对热应激的反应。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
慢性循环热应激如何影响高、低水效率选择肉鸡回肠屏障完整性相关基因的表达?
核心机制
水效率选择导致肠道屏障相关基因(如Cldn1、Cldn5、Cldn15、Cldn16、Cldn20、Cldn25、Cldn34、Cgn、Gja1、Cdh1、Ctnna2、Dsg4、Dsc1等)差异表达,可能有助于水效率表型和热应激反应。
主要证据
通过FITC-D检测发现HWE鸡肠道通透性低于LWE;RT-qPCR和Western blot显示多种紧密连接、间隙连接、黏附连接和桥粒基因在品系和热应激下差异表达。
研究意义
研究结果为水效率选择在禽类中的积极潜力提供了证据,水效率选择可能改善肠道完整性,且未因热应激造成额外损害,并为进一步选择提供潜在标记。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物模型建立与分组

建立高、低水效率选择肉鸡品系,并施加慢性循环热应激处理。

使用第四代高、低水效率选择肉鸡,从29天起暴露于热中性(25°C)或慢性循环热应激(36°C,9小时/天)环境,至49天取样。

2

肠道通透性检测

评估高、低水效率肉鸡在热应激下的肠道屏障功能。

通过口服FITC-D并检测血清荧光水平来测量肠道通透性。

3

基因表达分析

测定回肠中紧密连接、间隙连接、黏附连接和桥粒相关基因的表达水平。

提取回肠总RNA,逆转录并实时定量PCR检测基因表达。

4

蛋白表达验证

验证关键紧密连接蛋白的表达变化。

通过Western blot检测CLDN4、CLDN5和ZO-2蛋白水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证肠道通透性

产品清单

实验环节名称品牌货号
FITC-葡聚糖Sigma-Aldrich--
Synergy HTX多功能酶标仪BioTek--
Trizol试剂ThermoFisher Scientific--
qScript cDNA超级混合物Quanta Biosciences--
SYBR Green预混液ThermoFisher Scientific--
Applied Biosystems 7500实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
Bis-Tris凝胶Life Technologies--
PVDF膜----
兔抗CLDN4抗体Biossbs-2790R
兔抗CLDN5抗体Santa Cruz Biotechnologysc-28670
兔抗ZO-2抗体ThermoFisher Scientific38-9100
兔抗GAPDH抗体Novus BiologicalsNB300-327
HRP标记的二抗Cell Signaling7074
SuperSignal West Femto最大灵敏度底物ThermoFisher Scientific--
FluorChem M多荧光系统ProteinSimple--
AlphaView软件ProteinSimpleversion

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物处理
品系(HWE/LWE)、热应激条件(36°C,9小时/天)、处理时间(d29-d49)、环境温度(25°C)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1节
肠道通透性检测
FITC-D剂量(8.32 mg/kg)、分子量(3-5 kDa)、灌胃后采血时间(1小时)、检测波长(428/528 nm)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.2节
基因表达分析
回肠取样位置(回肠连接处前约3 cm)、RNA提取方法、反转录体系和qPCR条件(引物浓度0.5 μM)、内参基因(未明确说明)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.3节及Table 1
蛋白表达验证
抗体品牌和稀释比例(CLDN4 1:1000,CLDN5 1:1000,ZO-2 1:1000,GAPDH 1:1000)、二抗稀释比例(1:5000)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.4节
统计分析
统计方法(two-way ANOVA,Tukey HSD)、样本量(n=12/组)、显著性水平(P<0.05)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.5节