维持肠道健康对畜禽的整体健康和生产性能至关重要,因其会影响畜禽的营养吸收、免疫功能和抗病能力。氧化应激与炎症是威胁肠道完整性的关键因素。本研究旨在探究一种由 45 种本地草药制成的发酵植物浸膏(FPM)的抗氧化、抗炎及肠道屏障强化功能。该浸膏采用特定发酵工艺制备,借助植物自身的固有微生物群提升生物活性与可持续性。体内实验结果显示,在黑腹果蝇模型中,FPM 可显著降低活性氧(ROS)水平;在氧化应激条件下的秀丽隐杆线虫模型中,FPM 能提高线虫的运动活性并延长半数致死时间(LT50),但在上述两种模型中,FPM 均未对肠道屏障完整性产生影响。
方法
1.秀丽隐杆线虫氧化应激分析:为评估 FPM 在氧化应激条件下的保护作用,研究采用红外微束系统实时记录线虫的运动活性。将经 FPM 处理 72 小时的 N2 品系成年线虫,用含 0.5%(质量体积比)聚乙二醇 3350 的 S - 基础培养基冲洗收集。通过 S - 基础培养基调整线虫浓度,使每孔线虫数量约为 80 条。随后,向 96 孔平底培养板的各孔中加入 92.5 μL 线虫悬液,每组实验设 8 个复孔。使用 WMicrotracker One 线虫行为分析仪测定线虫 60 分钟的基础运动活性,作为后续各孔数据归一化的参考值。之后,向每孔加入 7.5 μL 浓度为 1 mol/L 的百草枯(PQ)水溶液,使孔内bai草枯终浓度达到 75 mmol/L 以诱导氧化应激;对照组则加入等量去离子水替代百草枯。继续使用 WMicrotracker One 分析仪连续记录 1000 分钟内线虫的运动活性。实验结果以线虫运动活性相对于基础活性的归一化值表示。曲线下面积(AUC)计算时,数据以未处理对照组为参照进行归一化;半数致死时间(LT50)计算时,数据以组内归一化处理后进行非线性回归分析。

2.蓝虫实验(Smurf Assay):采用亮蓝 FCF 染料开展蓝虫实验,以评估秀丽隐杆线虫的肠道屏障完整性。蓝虫模型常用于模拟肠道渗漏综合征,当线虫肠道屏障受损时,不可被肠道吸收的亮蓝 FCF 染料会渗入周围组织,使线虫全身染为蓝色。本研究探究 FPM 对秀丽隐杆线虫年龄相关性肠道完整性损伤的调控作用。统计各处理组中蓝虫的数量,并计算其占每组线虫总数的比例。
本研究分析了 FPM 对百草枯诱导的氧化应激状态下秀丽隐杆线虫的保护作用,以线虫的运动活性变化作为核心观测指标。图 6a 展示了未处理组、氧化应激组及氧化应激 + FPM 处理组线虫的运动活性变化曲线。结果显示,百草枯诱导的氧化应激会显著抑制线虫运动活性,而 FPM 处理可逆转该抑制效应。经 0.5%、1% 和 2% 浓度 FPM 预处理的线虫,耐受百草枯诱导氧化应激的时间显著长于单纯氧化应激对照组。非线性回归分析结果表明,FPM 处理组线虫的半数致死时间(LT50)提升至 251-269 分钟,而单纯氧化应激对照组仅为 148 分钟,提示 FPM 可延长氧化应激条件下线虫的存活时间。图 6b 汇总了各组线虫运动活性随时间变化的曲线下面积(AUC),相较于氧化应激对照组,0.5%、1% 和 2% 浓度 FPM 处理组线虫的运动活性呈剂量依赖性显著升高,其中 2% 浓度 FPM 处理组线虫的运动活性提升幅度达 115%(P < 0.0001)。如图 6c 所示,0.5%、1% 和 2% 浓度 FPM 处理均未显著提升秀丽隐杆线虫的肠道屏障完整性。上述结果表明,在本实验条件下,FPM 可有效缓解百草枯诱导的秀丽隐杆线虫氧化应激,但对其肠道屏障完整性无显著影响。

图 6 发酵植物浸膏(FPM)可缓解秀丽隐杆线虫氧化应激,但无法改善其肠道屏障完整性 注:(a) bai草枯诱导氧化应激条件下,FPM 处理组秀丽隐杆线虫的运动活性检测,实验设 3 次独立重复,每组 8 个复孔(样本量 n=24);(b) 以运动活性随时间变化的曲线下面积(AUC)表征 FPM 的抗氧化能力,实验设 3 次独立重复,每组 8 个复孔(样本量 n=24);(c) FPM 处理组秀丽隐杆线虫肠道屏障完整性的蓝虫实验检测,实验设 3 次独立重复(样本量 n=3)。
本研究结果表明,发酵植物浸膏(FPM)有望作为功能性饲料添加剂,通过减轻氧化应激和炎症反应,改善畜禽肠道健康。

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