日粮中添加丁香酚纳米乳对热应激下生长兔生长性能、血清代谢产物、氧化还原稳态、免疫和促炎反应的影响

The effect of dietary eugenol nano-emulsion supplementation on growth performance, serum metabolites, redox homeostasis, immunity, and pro-inflammatory responses of growing rabbits under heat stress.

作者信息Seyghah S Alrashedi, Hibah A Almasmoum, Jayda G Eldiasty
PMID38682150
发布时间2024-03
DOI10.5455/OVJ.2024.v14.i3.10

实验完整度

研究包含动物体内实验和血清生化检测,但主要依赖动物模型和生化指标测定,缺乏分子机制验证如基因表达或蛋白水平分析,且未包含体外或细胞模型。因此完整度评为中。

主要模型

新西兰雄性生长兔(35日龄,n=100)

重点核对

EUGN剂量:0, 50, 100, 150 mg/kg日粮 实验周期:8周(夏季,7-8月,温度34.5-36.5°C,湿度50-55%,THI 31.38-33.42) 模型:生长兔(平均体重642.72 ± 02.5 g,35日龄) 每组25只,每只动物作为重复 血液采样:每组6只(n=6),禁食12小时后采集 统计:单因素方差分析,Tukey HSD检验,p<0.05为显著

摘要

背景:热应激(HS)是影响动物健康和生产的主要非生物应激因素。近年来,纳米乳精油的使用展现出缓解非生物和生物应激的有前景的方法,最终有助于实现可持续畜牧业生产的全球目标。目的:本研究旨在评估丁香酚纳米乳(EUGN)补充对暴露于热应激的生长兔的生长性能、血清代谢产物、氧化还原稳态、免疫应答和促炎反应的影响。方法:总共100只35日龄的雄性断奶兔被分为4个处理组。兔子在夏季条件下饲喂含不同浓度EUGN的日粮:0(对照组;EUGN0)、50(EUGN50)、100(EUGN100)和150(EUGN150)mg/kg日粮,持续8周。结果:日粮中添加EUGN水平显著改善了(p < 0.05)兔子的体重、增重、屠体重,并改善了饲料转化率。与对照组相比,EUGN补充显著增加了血红蛋白、血小板和红细胞,而平均红细胞血红蛋白和嗜酸性粒细胞显著降低。与EUGN0应激兔相比,所有EUGN实验组的总甘油三酯(p < 0.01)、尿酸、总胆红素、直接胆红素和γ-谷氨酰转移酶水平均降低(p < 0.01)。与对照组相比,EUGN处理显著提高了总抗氧化能力和谷胱甘肽过氧化物酶水平(p < 0.01),而EUGN100组表现出最高的过氧化氢酶水平。EUGN处理组的脂质过氧化(丙二醛)显著降低。日粮补充EUGN后,所有促炎细胞因子血清白细胞介素4、白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α均显著降低(p < 0.05)。EUGN150组兔子的血清免疫球蛋白(IgG和IgM)浓度显著提高。结论:本研究表明,EUGN可作为一种新型饲料添加剂,以增强暴露于热应激的生长兔的生长性能、免疫变量和抗氧化剂,并减少炎症反应。

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
评估在热应激条件下,日粮中添加不同浓度丁香酚纳米乳(EUGN)对生长兔的生长性能、血清代谢、氧化还原稳态、免疫应答和促炎反应是否有改善作用。
核心机制
EUGN通过增强抗氧化能力(提高TAC、CAT、GSH-Px,降低MDA),调节免疫(提高IgG、IgM,降低促炎细胞因子IL-4、IL-1β、TNF-α),并可能抑制环氧合酶-2(COX-2)表达来发挥抗炎和抗氧化作用,从而减轻热应激损伤。
主要证据
动物实验:100只生长兔分为4组,饲喂不同剂量EUGN(0、50、100、150 mg/kg)8周,检测生长性能、血液学、血清生化、氧化还原标志物和细胞因子。结果显示,EUGN显著提高体重、增重、屠体重,改善饲料转化率,提高血红蛋白、血小板、红细胞,降低总甘油三酯、胆红素、尿酸和GGT,提高TAC和GSH-Px,降低MDA和促炎细胞因子,提高IgG和IgM。
研究意义
研究表明EUGN可能作为一种新型饲料添加剂,用于改善热应激下生长兔的生长性能、免疫力和抗氧化状态,并减少炎症反应,有助于提高畜牧业可持续性。

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

EUGN制备与表征

制备丁香酚纳米乳,并表征其粒径、ζ电位和多分散性。

使用超声乳化技术制备EUGN,包括15%(w/w)丁香酚或丁香油,Span 80和Tween 80表面活性剂(比例56:44%),其余为MilliQ水,在室温下混合3分钟,随后以24 kHz和0.8 w/cm2超声处理10分钟。用Nano-ZS ZEN分析仪评估粒径、ζ电位和多分散性指数,并用透射电镜观察形态。

2

动物饲养与分组

建立热应激生长兔模型,并分组饲喂不同剂量EUGN以评估其效果。

将100只35日龄雄性新西兰兔随机分为4组,每组25只,分别饲喂含0、50、100、150 mg/kg EUGN的日粮8周,在夏季条件下(温度34.5-36.5°C,湿度50-55%)饲养。每只兔子单笼饲养,自由采食和饮水。

3

生长性能和屠体性状测定

评估EUGN对热应激兔生长性能(体重、日增重、采食量、饲料转化率)和屠体性状的影响。

在8周结束时测量最终体重、平均日增重、平均采食量,并计算饲料转化率。宰杀后记录屠体重和各器官重量。

4

血液学和血清生化分析

评估EUGN对热应激兔血液学指标和血清代谢产物的影响。

每组随机选取6只兔,禁食12小时后采集血液,测定血常规指标(血红蛋白、红细胞、血小板等)和血清生化指标(肝功能、肾功能、抗氧化指标等)。

5

免疫和炎症反应评估

评估EUGN对热应激兔血清促炎细胞因子和免疫球蛋白水平的影响。

使用ELISA试剂盒检测血清IL-4、IL-1β、TNF-α和免疫球蛋白IgG、IgM浓度。

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
丁香酚(E51791)Sigma-Aldrich--
司盘80----
吐温80----
超声处理器UP400SHielscher Ultrasonics GmbH--
纳米粒度及Zeta电位分析仪ZENMalvern--
透射电子显微镜(JEOL-JEM 2100)JEOL--
ProCyte Dx血液分析仪Idexx Laboratories Inc.--
Biosystems S.A.试剂盒Biosystems S.A.--
总抗氧化能力试剂盒(MBS2540515)MyBioSourceMBS2540515
过氧化氢酶试剂盒(MBS1601538)MyBioSourceMBS1601538
谷胱甘肽过氧化物酶试剂盒(MBS727520)MyBioSourceMBS727520
丙二醛试剂盒(MBS739495)MyBioSourceMBS739495
IL-4 ELISA试剂盒(CSB-E06902Rb)CusabioCSB-E06902Rb
IL-1β ELISA试剂盒(CSB-E06900Rb)CusabioCSB-E06900Rb
TNF-α ELISA试剂盒(EL RB0011)ElabscienceEL RB0011
IgG和IgM夹心ELISA试剂盒----
SPSS 21版SPSS, Inc.--

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
EUGN制备
表面活性剂比例(Span 80:Tween 80 = 56:44%)、超声处理条件(24 kHz, 0.8 w/cm2, 10分钟)、丁香酚浓度(15% w/w)
阅读提示:见Materials and Methods, 'Preparation and characterization of EUGN'
动物分组与饲养
兔品种(新西兰)、性别(雄性)、年龄(35天)、初始体重(642.72±2.5g)、每组数量(25只)、剂量(0,50,100,150 mg/kg)、饲喂周期(8周)、环境温湿度(34.5-36.5°C, 50-55% RH)
阅读提示:见Materials and Methods, 'Animal’s management and experimental design'
血液采样
每组采样数(6只)、空腹时间(12小时)、采血年龄(91天)、离心条件(3000g, 15分钟)
阅读提示:见Materials and Methods, 'Blood sampling'
血液学和血清生化分析
血液学分析仪(ProCyte Dx)、生化试剂盒(Biosystems S.A.)、氧化还原试剂盒(MyBioSource)及其货号(TAC MBS2540515, CAT MBS1601538, GSH-Px MBS727520, MDA MBS739495)
阅读提示:见Materials and Methods, 'Blood hematology', 'Serum metabolites assessments', 'Redox status'
免疫和炎症评估
ELISA试剂盒品牌和货号(IL-4: Cusabio CSB-E06902Rb; IL-1β: Cusabio CSB-E06900Rb; TNF-α: Elabscience EL RB0011; IgG/IgM: Sandwich ELISA)
阅读提示:见Materials and Methods, 'Pro-inflammatory cytokines and immunity'