丁酸梭菌对小鼠健康状况的影响

为研究丁酸梭菌对小鼠生长性能、血清细胞因子含量和肠道紧密连接蛋白表达量的影响,试验将32只KM小鼠随机分为4组,分别为对照组、丁酸梭菌组、产肠毒素大肠杆菌K88组以及丁酸梭菌+产肠毒素大肠杆菌K88组。试验周期为14 d,期间测定小鼠生长性能。采用ELISA测定小鼠血清中二胺氧化酶(DAO)、肿瘤坏死因子(TNF-α)以及白介素-8(IL-8)的含量;采用Western blot检测回肠中紧密连接蛋白ZO-1和occludin的表达量。结果表明:在第7、14天时称重,与对照组相比,丁酸梭菌组的小鼠体重分别提高了5.79%、3.97%,但差异均不显著(P>0.05);与产肠毒素大肠杆菌K88组相比,丁酸梭菌组DAO、TNF-α及IL-8含量显著降低(P<0.05),分别降低了13.81%、29.61%、37.29%;与对照组相比,丁酸梭菌组小鼠回肠紧密连接蛋白的表达量显著提高,分别提高了40%和20%(P<0.05)。综上所述,饲粮中添加丁酸梭菌能够调节小鼠炎症反应,改善小鼠肠道健康状况,且不影响小鼠生长性能。

丁酸梭菌调节畜禽肠道菌群机制的研究进展

丁酸梭菌(Clostridium butyricum)作为一种微生物饲料添加剂被广泛使用,其在畜禽肠道内定植,具有调节畜禽生长、免疫力和抗氧化能力等功能,在改善畜禽机体健康方面有积极的作用。丁酸梭菌进入消化道后,主要是通过抑制有害菌的生长繁殖、优化有益菌生长发育的环境而调节菌群平衡,发挥其益生作用。本文就近年来丁酸梭菌在调节畜禽肠道菌群方面的应用进展,及其对畜禽肠道菌群影响的作用机制进行了综述,以期为该菌在饲粮中的合理应用提供理论依据。

丁酸梭菌通过激活p38丝裂原活化蛋白激酶/核因子E2相关因子信号通路减轻猪霍乱沙门氏菌导致的猪小肠上皮细胞氧化损伤

本试验旨在研究丁酸梭菌(CB)缓解猪霍乱沙门氏菌(SC)诱导的猪小肠上皮细胞(IPEC-J2细胞)氧化损伤的分子机制。选用IPEC-J2细胞为模型,采用CCK-8法检测细胞活力,酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测细胞培养上清液中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性和丙二醛(MDA)含量,从而筛选诱导IPEC-J2细胞氧化损伤的SC适宜剂量。CB预处理细胞后,用SC感染细胞,通过小干扰RNA(siRNA)沉默IPEC-J2细胞中核因子E2相关因子(Nrf2)的表达以及p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)抑制剂处理细胞,用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测细胞中p38 MAPK、SOD1、SOD2、GPX1、GPX2和Nrf2的mRNA相对表达量,蛋白印迹法(Western blotting)检测细胞中p38 MAPK和Nrf2蛋白相对表达量。结果表明,CCK-8法和ELISA法确定1×10^(3)CFU/mL为SC诱导IPEC-J2细胞氧化损伤的适宜剂量。与SC组相比,CB+SC组细胞中p38 MAPK、Nrf2及其下游基因在12 h后的mRNA相对表达量均极显著升高(P<0.01)。与对照组相比,siRNA沉默Nrf2基因后,siRNA组培养上清液GPX活性以及细胞中抗氧化酶基因的mRNA相对表达量均显著降低(P<0.05);与siRNA+SC组相比,NC+CB+SC组和siRNA+CB+SC组细胞中抗氧化酶基因的mRNA相对表达量显著升高(P<0.05)。p38 MAPK被抑制后,与p38+SC组相比,p38+CB+SC组培养上清液GPX活性以及细胞中抗氧化酶基因的mRNA相对表达量均显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01)。综上所述,CB通过激活p38 MAPK/Nrf2信号通路抗氧化相关基因的表达,缓解SC造成的IPECJ2细胞氧化损伤。

丁酸梭菌介导TLRs/NLRs信号通路调控仔猪肠道损伤分子机制的研究进展

近年来,丁酸梭菌作为一种良好、安全的添加剂,正在被越来越多地应用到畜牧业中。尽管已在丁酸梭菌的特征、营养作用及畜禽饲粮中的应用效果等方面开展过较深入的研究,但是对于丁酸梭菌调节肠道黏膜免疫通路方面的研究尚不系统,对丁酸梭菌调节致病菌感染仔猪肠道损伤的分子机制也未完全认识。因此,本研究对丁酸梭菌介导TLRs/NLRs信号通路调控仔猪肠道损伤的分子机制进行了综述。

核转录因子-κB/β-连环蛋白信号通路介导肠产毒性大肠杆菌引致IPEC-J2细胞损伤

本试验旨在探讨肠产毒性大肠杆菌(ETEC)造成IPEC-J2细胞损伤的分子机制。ETEC K88感染、核转录因子-κB(NF-κB)抑制剂处理IPEC-J2细胞以及小干扰RNA(siRNA)沉默IPEC-J2细胞中β-连环蛋白(β-catenin)基因的表达后,采用定量PCR(qPCR)法检测细胞中NF-κB、闭锁小带蛋白-1(ZO-1)、闭锁蛋白(occludin)、Toll样受体2(TLR2)、Toll样受体4(TLR4)、β-连环蛋白(β-catenin)、细胞周期蛋白D1(cyclin D1)和人髓细胞增生原癌基因(c-Myc)的mRNA表达量,用Western blotting法检测细胞中ZO-1、occludin的蛋白表达量和p65 NF-κB的磷酸化水平,用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测细胞培养上清液中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-8(IL-8)含量和乳酸脱氢酶(LDH)活性。结果表明:ETEC K88作用细胞6或24 h时,ZO-1和occludin的蛋白表达量以及β-catenin和c-Myc的mRNA表达量均极显著降低(P<0.01),TNF-α、IL-8含量和LDH活性显著上升(P<0.05),p65 NF-κB的磷酸化水平在ETEC K88作用细胞1、3和6 h时均极显著上升(P<0.01),TLR2、TLR4的mRNA表达量在ETEC K88作用细胞6和12 h时均极显著上升(P<0.01)。NF-κB被抑制后,TNF-α、IL-8和LDH的活性均极显著降低(P<0.01),ZO-1和occludin的蛋白表达量以及NF-κB的mRNA表达量均极显著升高(P<0.01)。siRNA沉默β-catenin基因后,各时间点β-catenin、cyclin D1和c-Myc的mRNA表达量均极显著降低(P<0.01),LDH的活性显著上升(P<0.05)。综上所述,ETEC K88通过上调NF-κB信号通路引起炎症反应,下调β-catenin信号通路活化抑制IPEC-J2细胞的增殖,从而诱导IPEC-J2细胞损伤。

沙门菌感染小鼠氧化应激模型的建立及其分子机制研究

试验旨在建立鼠伤寒沙门菌诱导的昆明小鼠氧化应激模型并探讨其分子机制。将18只小鼠随机分为3组,每组6只,分别灌胃生理盐水(对照组)、低剂量沙门菌菌液(试验组1)和高剂量沙门菌菌液(试验组2)。灌胃24 h后解剖小鼠并采集样品,检测血清氧化应激指标,观察肝脏、十二指肠、空肠和回肠切片并评分,测定肝脏和十二指肠抗氧化酶、抗氧化信号通路关键蛋白和紧密连接蛋白的mRNA表达量。结果表明,与对照组相比,试验组2小鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx1)活力显著或极显著降低(P<0.05;P<0.01),而丙二醛(MDA)含量极显著上升(P<0.01);试验组1和2小鼠十二指肠表现为绒毛断裂脱落和肠道固有层溃疡坏死,肝脏出现炎性细胞浸润、肝索紊乱和点状坏死;试验组2小鼠十二指肠和肝脏中锰超氧化物歧化酶(SOD2)、GPx1、血红素加氧酶(HO-1)、自噬相关蛋白(p62)、核因子E2相关因子2(Nrf2)mRNA表达量显著或极显著降低(P<0.05;P<0.01),十二指肠闭锁小带蛋白1(ZO-1)和密封蛋白(OCLN)以及肝脏ZO-1和紧密连接蛋白-8(CLDN8)mRNA表达量极显著降低(P<0.01)。综合上述试验结果,使用高剂量沙门菌成功建立了小鼠氧化应激模型,并发现高剂量沙门菌可能通过降低p62和Nrf2的转录来抑制十二指肠和肝脏中抗氧化酶的表达,造成十二指肠和肝脏细胞屏障功能损伤。

沙门菌通过NF-κB/β-catenin信号通路引致IPEC-J2损伤的分子机制

为研究沙门菌引致IPEC-J2损伤的分子机制,试验用沙门菌刺激IPEC-J2,在特定时间收集细胞及其培养上清液,采用荧光定量PCR或ELISA检测细胞紧密连接蛋白、炎症反应相关蛋白和细胞增殖相关蛋白的表达以及乳酸脱氢酶(LDH)含量,以确定该沙门菌能够引起IPEC-J2损伤,并进一步采用NF-κB抑制剂和小干扰RNA预处理IPEC-J2,分析了NF-κB/β-catenin信号通路在沙门菌引起IPEC-J2损伤中的调控作用。结果显示,与对照组相比,沙门菌感染组紧密连接蛋白ZO-1和Occludin mRNA表达量在感染后6和24 h呈极显著下降(P<0.01);促炎性细胞因子TNF-α和IL-8的生成量以及LDH释放量在感染后6、12和24 h呈极显著上升(P<0.01),NF-κB p65的mRNA表达在感染后1、3和6 h也呈极显著上升(P<0.01);细胞增殖蛋白cyclin D1和c-Myc的mRNA表达在感染后6、12和24 h呈显著下降(P<0.05),其转录调控因子β-catenin的mRNA表达在感染后24 h呈极显著下降(P<0.01)。与沙门菌感染组相比,抑制剂+沙门菌感染组ZO-1和Occludin的mRNA表达量在12和18 h呈极显著增高(P<0.01),而NF-κB p65、TNF-α和IL-8的表达以及LDH释放量在各时间点均呈极显著降低(P<0.01);siRNA-β-catenin+沙门菌处理组的β-catenin、cyclin D1和c-Myc的表达量在各时间点均呈极显著降低(P<0.01),LDH释放量在6和12 h均呈极显著增加(P<0.01),但在18 h增加不显著(P>0.05)。本试验结果表明,沙门菌激活了NF-κB信号通路,促进了促炎性细胞因子的生成,加重了细胞损伤;同时,沙门菌抑制了β-catenin信号通路,降低了细胞增殖蛋白和紧密连接蛋白的表达,影响了细胞修复,从而出现细胞损伤与细胞修复之间的失调,最终呈现出细胞损伤。本试验从NF-κB/β-catenin信号通路的角度揭示了沙门菌引致IPEC-J2损伤的分子机制。

致病性大肠杆菌感染小鼠氧化损伤模型的建立及其分子机制研究

本试验旨在建立致病性大肠杆菌感染的小鼠氧化损伤模型并探讨其分子机制。将6-8周龄SPF级18只雄性昆明小鼠随机分为3组,每组6只,对照组(CONT组)每只小鼠灌胃0.2 mL生理盐水,低剂量组(L-ETEC组)每只灌喂0.2 mL 3.7×10^(7) CFU/mL大肠杆菌菌液,高剂量组(H-ETEC组)每只灌喂0.2 mL 3.7×10^(8) CFU/mL大肠杆菌菌液。灌胃24 h后采血并解剖小鼠,采集肝脏和空肠组织样品,检测血清中丙二醛(MDA)含量及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及肝脏和空肠紧密连接蛋白、抗氧化酶、p 62以及核因子E2相关因子(Nrf2)mRNA相对表达量。结果表明:1)与CONT组相比,L-ETEC组和H-ETEC组血清中MDA含量显著提高(P<0.05),H-ETEC组血清SOD和GSH-Px活性显著降低(P<0.05)。2)与CONT组相比,L-ETEC组肝脏中的闭合蛋白(Occludin)、血红素氧合酶-1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶1(SOD1)和Nrf2 mRNA相对表达量均显著提高(P<0.05),紧密连接蛋白8(Claudin 8)mRNA相对表达量显著降低(P<0.05)。与L-ETEC组相比,H-ETEC组肝脏中的HO-1、GSH-Px、SOD1、超氧化物歧化酶2(SOD2)、紧密连接蛋白1(Claudin 1)、Claudin 8、Occludin和闭锁小带蛋白-1(ZO-1)mRNA相对表达量显著降低(P<0.05)。3)与CONT组相比,L-ETEC组和H-ETEC空肠中的Claudin 1、Occludin、ZO-1、HO-1、GSH-Px、SOD1、SOD2、p 62和Nrf2 mRNA相对表达量均显著降低(P<0.05)。综上所述,致病性大肠杆菌可能通过影响p62/Nrf2的转录从而降低小鼠空肠紧密连接蛋白和抗氧化酶基因的表达量,造成小鼠空肠肠道屏障受损进而诱导氧化损伤,且添加高剂量的大肠杆菌所产生的效果显著,更适合建立小鼠氧化损伤模型。