葡萄糖醛酸内酯通过增强Nrf2介导的抗氧化能力改善断奶仔猪PRRSV和DON共攻毒引起的肺损伤

Glucuronolactone improves lung injury caused by PRRSV and DON co-challenge by enhancing the Nrf2-mediated antioxidant capacity in weaning piglets.

作者信息Jing Hou, Chenbin Cui, Jing Wu, Min Tian, Qi Lu, Shilong Liu, Guohao Ye, Chaoyang Tian, Jiaxi Tang, Kaiguo Gao, Li Wang, Zongyong Jiang, Yueqin Qiu, Xuefen Yang
PMID40764596
期刊Vet Res
发布时间2025-08
DOI10.1186/s13567-025-01596-8

实验完整度

包含动物模型(断奶仔猪)和细胞模型(MARC-145)两个独立证据层级,并有功能验证(GLU处理)和机制验证(Nrf2抑制剂ML385)。

主要模型

断奶仔猪(Duroc × Landrace × Yorkshire,21日龄) MARC-145细胞(非洲绿猴肾细胞系) PRRSV(GD-ZJ株)感染模型 DON攻毒模型

重点核对

动物分组:CON、DON、DON+GLU,每组6头(n=6),公母各半 DON剂量:日粮中添加2.0 mg/kg;GLU剂量:日粮中添加200 mg/kg PRRSV感染:滴鼻接种2 mL PRRSV溶液(105 TCID50/mL) GLU处理时间:攻毒前2周和攻毒后3周;细胞实验中GLU浓度500 µg/mL,DON浓度500 ng/mL Nrf2抑制剂ML385处理验证Nrf2通路

摘要

在养猪业中,脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)攻击和猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)感染都会对猪的生长性能产生负面影响,从而损害行业的健康发展。葡萄糖醛酸内酯(GLU)已被证明是一种强效抗氧化剂,有助于缓解氧化应激。因此,本研究旨在探讨GLU对PRRSV和DON共攻毒引起的氧化应激和肺损伤的影响。将18头断奶仔猪随机分为三组:对照组(CON)、DON组和DON+GLU组。在DON和/或GLU处理两周后,所有猪均肌内注射PRRSV,并继续用DON和/或GLU处理三周。PRRSV感染后三周,DON组仔猪表现出生长性能受损、严重肺损伤和病毒载量升高。相比之下,DON+GLU组仔猪生长性能和肺健康状况改善,病毒载量降低。GLU还抑制了PRRSV和DON在猪肺和MARC-145细胞中共攻击诱导的炎症、过度自噬和凋亡,表现为促炎因子、自噬标志物LC3和凋亡相关标志物表达降低。重要的是,GLU可以促进Nrf2的磷酸化和核转位,从而增强抗氧化能力并缓解PRRSV和DON共攻毒诱导的氧化应激。Nrf2抑制剂ML385消除了GLU对PRRSV和DON共攻毒引发的炎症和氧化应激的保护作用。这些发现表明,GLU可能通过激活Nrf2通路缓解氧化应激,从而减轻PRRSV和DON共攻毒引起的肺损伤,突显了其作为猪业膳食补充剂的潜力。

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
GLU是否能通过激活Nrf2通路减轻PRRSV和DON共攻毒引起的氧化应激和肺损伤?
核心机制
GLU通过促进Nrf2的磷酸化和核转位,激活Nrf2介导的抗氧化信号通路,增强抗氧化能力,从而缓解氧化应激,并抑制过度自噬和凋亡。
主要证据
动物实验(断奶仔猪)和细胞实验(MARC-145)均显示GLU减轻肺损伤、降低病毒载量、抑制炎症和过度自噬/凋亡;使用Nrf2抑制剂ML385消除了GLU的保护作用,证实了Nrf2通路的关键作用。
研究意义
GLU可作为猪业膳食补充剂,以缓解PRRSV和DON共攻毒引起的负面影响,为营养干预策略提供科学依据。

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处理

建立PRRSV和DON共攻毒的断奶仔猪模型,并设置CON、DON、DON+GLU三组以评估GLU的保护作用。

18头21日龄断奶仔猪随机分3组(n=6),基础日粮或添加2.0 mg/kg DON和/或200 mg/kg GLU,喂饲2周后滴鼻接种PRRSV(105 TCID50/mL),继续处理3周。

2

临床观察与生长性能评估

评估GLU对共攻毒仔猪临床症状和生长性能的影响。

每日监测临床评分,实验前后称重计算平均日增重(ADG)和最终体重。

3

肺损伤与组织病理学分析

评估GLU对共攻毒仔猪肺部损伤的影响。

观察大体肺部病变,H&E染色进行组织病理学评分,计算肺指数。

4

病毒载量和PRRSV N蛋白表达检测

检测GLU对PRRSV复制的影响。

用绝对定量qPCR检测血清和肺组织中的病毒载量,用IFA和Western blot检测PRRSV N蛋白表达。

5

炎症与免疫反应评估

评估GLU对共攻毒引起的炎症反应的影响。

检测血清中细胞因子和免疫球蛋白水平,肺组织和细胞中炎症因子的mRNA和蛋白表达。

6

自噬与凋亡检测

评估GLU对共攻毒诱导的过度自噬和凋亡的抑制作用。

用透射电镜观察肺超微结构,Western blot检测自噬和凋亡相关蛋白,qPCR检测凋亡基因表达,IHC检测caspase-3。

7

氧化应激与Nrf2通路分析

评估GLU对共攻毒诱导的氧化应激的影响,并探究Nrf2通路的作用。

检测血清/肺组织中MDA、T-AOC、SOD、CAT、GSH-PX活性,细胞内ROS水平,Nrf2通路相关蛋白表达及Nrf2核转位。

8

Nrf2抑制剂验证

验证GLU的保护作用是否依赖于Nrf2通路。

在MARC-145细胞中,用Nrf2抑制剂ML385处理,检测细胞活力、炎症因子表达、ROS水平及抗氧化基因表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基Gibco--
胎牛血清Biological Industries--
脱氧雪腐镰刀菌烯醇Sigma-Aldrich51481-10-8
葡萄糖醛酸内酯Sigma-Aldrich32449-92-6
ML385Glpbio--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT试剂盒(含gDNA Eraser)Takara--
iTaq通用SYBR Green PCR预混液Bio-Rad--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
SDS-PAGE凝胶Beyotime--
PVDF膜Millipore--
抗caspase-3单克隆抗体Cell Signalling Technology--
PRRSV N单克隆抗体Bioss--
抗PRRSV N蛋白抗体Bioss--
抗β-actin抗体Santa Cruz--
抗IL-1β抗体Proteintech--
抗IL-6抗体Proteintech--
抗P62抗体Abmart--
抗FUNDC1抗体HUABIO--
抗LC3A/B抗体Abmart--
抗Bax抗体Abmart--
抗Bcl-2抗体Abmart--
抗caspase-3抗体Cell Signaling Technology--
抗Nrf2抗体Abmart--
抗磷酸化Nrf2抗体Abmart--
抗Keap1抗体Proteintech--
抗HO-1抗体Cell Signaling Technology--
抗组蛋白H3抗体Abmart--
抗GAPDH抗体Proteintech--
ChemiDoc XRS成像系统Thermo Fisher Scientific--
DCFH2-DASigma-Aldrich--
Selectra Pro XL全自动生化分析仪EliTechGroup--
ELISA试剂盒MEIMIAN--
检测试剂盒Biosino Biotechnology and Science Inc.--
CCK-8试剂盒----
二甲基亚砜Aomabio--

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
动物实验
动物分组(CON、DON、DON+GLU),每组6头;DON剂量2.0 mg/kg日粮,GLU剂量200 mg/kg日粮;PRRSV滴鼻接种2 mL(105 TCID50/mL);处理时间(攻毒前2周+攻毒后3周)
阅读提示:Methods: Animal experimental design
细胞实验
MARC-145细胞培养条件(DMEM+10% FBS+抗生素);GLU浓度500 μg/mL;DON浓度500 ng/mL;PRRSV感染时间2小时;处理总时间48小时
阅读提示:Methods: Viruses, cell lines, and compounds; Assessing the effect of GLU
Nrf2验证
Nrf2抑制剂ML385的使用浓度和处理时间
阅读提示:Results: The specific Nrf2 inhibitor (ML385) negates...
抗氧化指标检测
MDA、T-AOC、SOD、CAT、GSH-PX检测方法及试剂盒来源
阅读提示:Methods: Antioxidant capacity evaluation
自噬和凋亡检测
LC3A/B、p62、FUNDC1、Bax、Bcl-2、caspase-3等指标的检测方法及抗体信息
阅读提示:Methods: Western blot assay; Results: GLU mitigates excessive autophagy...