苜蓿多糖通过调节肠道微生物群和通过PPARγ/NF-κB通路抑制炎症来改善兔的生长

Alfalfa Polysaccharide Improves Rabbit Growth by Modulating Gut Microbiota and Suppressing Inflammation Through PPARγ/NF-κB Pathway.

作者信息Junying Xu, Fang Li, Yuanxin Zhu, Dongmei Liu, Wenjing Duan, Ran Yu, Boshuai Liu, Hao Sun, Zhichang Wang, Defeng Li, Xiaoyan Zhu, Yinghua Shi, Yalei Cui
PMID41596637
发布时间2026-01-19
DOI10.3390/ijms27020994

实验完整度

涵盖动物实验(兔的生长、屠宰、肠道形态、屏障、炎症、微生物)与细胞实验(RAW264.7炎症模型验证丁酸机制),具备功能验证(生长、屏障)和机制验证(PPARγ/NF-κB)。

主要模型

断奶Hyplus肉兔 RAW264.7巨噬细胞系 兔盲肠内容物微生物群

重点核对

APS的添加剂量(400、800、1200 mg/kg) 实验周期(30天试验期,前有5天适应期) 动物分组(每组5个重复,每重复4只兔) 细胞实验LPS(1 μg/mL)和NaB(100 μM)干预浓度 关键检测指标(ADG、F/G、盲肠紧密连接蛋白、炎症因子、PPARγ/NF-κB通路)

摘要

肉兔是理想的产肉动物。然而,断奶引起的肠道炎症常常导致生长迟缓,严重时影响繁殖效率。苜蓿多糖具有抗氧化和抗炎特性,使其成为抗生素的潜在天然替代品。迄今为止,关于APS在肉兔中的研究相对有限。本研究探讨了APS对兔生长性能、肠道炎症和肉品质的影响。将80只健康兔随机分为四个处理组,每组设5个重复,每个重复4只兔。四个实验组分别为对照组(CON,基础日粮)、400 mg/kg APS组(基础日粮+400 mg/kg APS)、800 mg/kg APS组(基础日粮+800 mg/kg APS)和1200 mg/kg APS组(基础日粮+1200 mg/kg APS)。结果表明,日粮中添加800 mg/kg APS显著增加了ADG(p < 0.001)并降低了F/G(p = 0.008)。随着APS添加水平的增加,屠宰重(p = 0.035)、全净膛重(p = 0.020)、半净膛重(p = 0.015)和半净膛率(p = 0.035)均显著增加。此外,800 mg/kg APS组的肌肉滴水损失显著降低(p = 0.006)。另外,800 mg/kg APS补充显著增加了小肠绒毛高度和紧密连接蛋白的表达,通过抑制PPARγ/NF-κB通路降低了肠道通透性并降低了肠道炎症介质水平。此外,APS日粮显著增加了盲肠中产丁酸的细菌Flavonifractor的丰度。细胞实验进一步证明丁酸可通过PPARγ/NF-κB通路抑制RAW264.7细胞炎症因子的释放。总之,APS通过重塑肠道微生物群并增加盲肠中丁酸的水平,进一步通过PPARγ/NF-κB信号通路抑制肠道炎症,从而改善生长性能。

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
苜蓿多糖(APS)能否通过调节肠道微生物群和抑制炎症来改善肉兔的生长性能和肉品质,其潜在机制是什么?
核心机制
APS通过增加盲肠中产丁酸菌Flavonifractor的丰度,提高丁酸水平,丁酸通过PPARγ/NF-κB信号通路抑制肠道炎症,从而改善肠道屏障功能,促进生长。
主要证据
动物实验显示800 mg/kg APS显著提高ADG、降低F/G、改善屠宰性能和肉品质,增加小肠绒毛高度和紧密连接蛋白表达,降低血清DAO、D-LA和ET水平,并抑制PPARγ/NF-κB通路;16S rRNA分析显示Flavonifractor丰度增加,丁酸浓度升高;细胞实验证实丁酸(NaB)通过PPARγ/NF-κB通路抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症因子释放。
研究意义
研究为APS作为抗生素替代品在肉兔生产中的应用提供了理论依据,有助于促进可持续畜牧业发展。

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

动物饲养与分组

评估不同剂量APS对肉兔生长性能和屠宰性能的影响

将42日龄断奶Hyplus兔随机分为四组,分别饲喂基础日粮(CON)或添加400、800、1200 mg/kg APS的日粮,每组5个重复,每重复4只,试验期30天。

2

生长性能和屠宰性能测定

评估APS对兔生长速度、饲料利用率和屠宰产出的影响

记录初始体重和终末体重,计算ADG、ADFI和F/G;屠宰后测定屠宰重、全净膛重、半净膛重及相应产出率。

3

肉品质测定

评估APS对兔肉品质的影响

采集背最长肌,测定pH45min、肉色(L*、a*、b*)、滴水损失和剪切力。

4

肠道形态与屏障功能分析

评估APS对肠道形态和屏障功能的影响

取十二指肠、空肠、回肠组织,HE染色测量绒毛高度和隐窝深度,计算VH/CD;测定血清DAO、D-LA、ET水平;qPCR检测盲肠紧密连接蛋白(claudin、occludin、ZO-1)mRNA表达。

5

肠道炎症因子及通路蛋白检测

评估APS对肠道炎症和PPARγ/NF-κB通路的影响

qPCR检测盲肠炎症因子(IL-1β、TNF-α、IL-10),Western blot检测PPARγ、NF-κB p65、p-NF-κB p65蛋白表达,ELISA检测血清炎症因子和免疫球蛋白。

6

盲肠微生物群落分析

分析APS对盲肠微生物多样性和组成的影响

提取盲肠内容物DNA,16S rRNA扩增子测序,分析α多样性、β多样性、门水平和属水平丰度,并进行差异分析。

7

短链脂肪酸检测

测定盲肠内容物中丁酸等短链脂肪酸的含量

取盲肠内容物0.5g,稀释后超声、离心、过滤,用离子色谱仪测定挥发性脂肪酸浓度。

8

细胞炎症模型建立及验证

验证丁酸(NaB)是否通过PPARγ/NF-κB通路抑制LPS诱导的巨噬细胞炎症

RAW264.7细胞用LPS诱导炎症,NaB干预,CCK-8检测细胞活力,Griess法检测NO分泌,确定最佳干预浓度;随后检测PPARγ/NF-κB通路蛋白和基因表达,以及炎症因子(IL-12、IL-10)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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
苜蓿多糖西安康尔美生物科技有限公司--
testo 205 pH计testo--
CR-10色差计KONICA MINOLTA--
兔IL-1β ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ027836
兔TNF-α ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ027766
小鼠TNF-α ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ037868
兔IgA ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ027971
兔IgG ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ027242
兔IgM ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ027243
兔DAO ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ027888
兔D-LA ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ521396
兔内毒素ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ522961
兔IL-10 ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ027828
小鼠IL-10 ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ037873
小鼠IL-12 ELISA试剂盒酶联生物科技有限公司YJ037868
NO试剂盒酶联生物科技有限公司ml001883
粪便DNA提取试剂盒上海美吉裕华生物医药科技有限公司--
MiSeq PE300测序仪Illumina--
NovaSeq PE250测序仪Illumina--
离子色谱仪(Dionex ICS-5000+SP)Thermo Scientific--
DMEM培养基----
胎牛血清----
脂多糖(O55:B5)SigmaL2880
丁酸钠SigmaV900464
CCK-8试剂盒碧云天--
RIPA裂解液----
蛋白酶和磷酸酶抑制剂----
BCA蛋白定量试剂盒碧云天--
PVDF膜----
ECL底物----
β-actin抗体(兔)BIOSSbs-0061R
NF-κB p65抗体(兔)中杉金桥380172
p-NF-κB p65抗体(兔)CST3033
PPARγ抗体(兔)BIOSSbs-0530R
NF-κB p65抗体(细胞)中杉金桥823310
p-NF-κB p65抗体(细胞)AbmaytTP56372F
PPARγ抗体(细胞)CST2443S
HRP标记山羊抗兔二抗Scracare5220-0336
HRP标记山羊抗小鼠二抗Scracare5220-0341
Trizol试剂Vazyme--
HiScript III第一链cDNA合成试剂盒Vazyme--
ChamQ通用型SYBR qPCR预混液Vazyme--

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
动物饲养
品种:Hyplus兔;初始日龄:42日龄;适应期:5天;试验期:30天;分组:CON、400、800、1200 mg/kg APS;每处理5个重复,每重复4只兔;基础日粮组成及营养水平
阅读提示:见Materials and Methods 4.1节及Table 2
生长性能测定
初始体重和终末体重测定;ADG、ADFI、F/G的计算公式
阅读提示:见Materials and Methods 4.2节
屠宰性能与肉品质
屠宰重、全净膛重、半净膛重及所占比例;pH45min;L*、a*、b*;滴水损失;剪切力
阅读提示:见Materials and Methods 4.3和4.4节及Table 1
血清采集
采血时间:试验结束时;采血方式:耳缘静脉;离心条件:3000 r/min,10 min;每重复取1只,共5只/组
阅读提示:见Materials and Methods 4.5节
肠道形态
组织固定:4%甲醛;染色:HE染色;测量绒毛高度和隐窝深度,计算VH/CD
阅读提示:见Materials and Methods 4.6节和Figure 2
ELISA
试剂盒种类及品牌;严格按说明书操作
阅读提示:见Materials and Methods 4.7节
16S rRNA测序
DNA提取方法;扩增区域;测序平台;序列聚类阈值97%;数据库版本
阅读提示:见Materials and Methods 4.8节
SCFA检测
样品量0.5g;稀释比例1:19;超声30min;离心10000rpm 15min;离子色谱条件
阅读提示:见Materials and Methods 4.9节
细胞培养与干预
细胞系:RAW264.7;培养基:DMEM+10% FBS;细胞密度:1×10^4 cells/well;干预浓度:LPS 1 μg/mL,NaB 100 μM;处理时间需根据实验结果确定
阅读提示:见Materials and Methods 4.10节和Figure 5
Western blot
蛋白提取;BCA定量;上样量20-30 μg;抗体稀释比等
阅读提示:见Materials and Methods 4.11节
qPCR
RNA提取;cDNA合成;SYBR qPCR条件;引物序列(Table 3)
阅读提示:见Materials and Methods 4.12节