谷氨酰胺對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的斷奶仔豬氧化應(yīng)激的影響

李 歡 黃 牛 何流琴 田軍權(quán) 伍小松* 姚 康,2*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)中心，農(nóng)業(yè)部中南動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，長(zhǎng)沙410125；3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049)

谷氨酰胺對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的斷奶仔豬氧化應(yīng)激的影響

李 歡1黃 牛1何流琴2,3田軍權(quán)2,3伍小松1*姚 康1,2*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)中心，農(nóng)業(yè)部中南動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，長(zhǎng)沙410125；3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049)

本試驗(yàn)以大腸桿菌型脂多糖(LPS)建立氧化應(yīng)激模型，探討了谷氨酰胺(GLN)對(duì)斷奶仔豬氧化應(yīng)激的影響。選用24頭28日齡的健康三元(杜×長(zhǎng)×大)斷奶仔豬，隨機(jī)分成3組，每組8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬。對(duì)照組和應(yīng)激組飼喂基礎(chǔ)飼糧，GLN組飼糧在基礎(chǔ)飼糧中添加1% GLN，試驗(yàn)期為30 d。在試驗(yàn)第22、25、28和30天，應(yīng)激組和GLN組仔豬分別按每千克體重腹腔注射100 μg LPS，對(duì)照組仔豬腹腔注射相同劑量的滅菌生理鹽水，第30天進(jìn)行前腔靜脈采血并屠宰采取所需腸道樣品，檢測(cè)氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果顯示：1)LPS攻毒前各組血清抗氧化能力指標(biāo)均無顯著差異(P>0.05)。LPS攻毒后，應(yīng)激組血清丙二醛(MDA)含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)；GLN組血清MDA含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著低于應(yīng)激組和對(duì)照組(P<0.05)。2)LPS攻毒后，在十二指腸黏膜中，GLN組過氧化氫酶(CAT)和鋅銅超氧化物歧化酶(CuZuSOD)基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于應(yīng)激組(P<0.05)。在空腸黏膜中，GLN組CAT、錳超氧化物歧化酶(MnSOD)、谷胱甘肽過氧化物酶1(GPX1)和谷胱甘肽過氧化物酶4(GPX4)基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組和應(yīng)激組(P<0.05)，對(duì)照組GPX4基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于應(yīng)激組(P<0.05)。在回腸黏膜中，GLN組和應(yīng)激組CAT基因相對(duì)表達(dá)量顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，GPX4基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)；GLN組MnSOD基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組和應(yīng)激組(P<0.05)，CuZnSOD基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。結(jié)果表明，GLN在一定程度上可以緩解斷奶仔豬因LPS引起的氧化應(yīng)激，以期為實(shí)際生產(chǎn)中減少氧化應(yīng)激提供一定的理論基礎(chǔ)。

谷氨酰胺；斷奶仔豬；脂多糖；氧化應(yīng)激；抗氧化能力

在仔豬飼養(yǎng)過程中，飼養(yǎng)管理水平、環(huán)境以及細(xì)菌和病毒感染等因素均會(huì)刺激仔豬產(chǎn)生應(yīng)激，這些應(yīng)激不僅會(huì)影響仔豬的正常生長(zhǎng)發(fā)育，而且會(huì)影響其本身固有的免疫功能以及宰后肉質(zhì)特性[1]。發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí)，動(dòng)物對(duì)能量的需求量增大，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生大量自由基，而這些過多的自由基會(huì)導(dǎo)致核酸和蛋白質(zhì)的氧化，并通過脂質(zhì)過氧化反應(yīng)損傷生物膜，從而破壞腸黏膜的完整性及功能，進(jìn)而降低仔豬的生長(zhǎng)性能和免疫功能[2-4]。谷氨酰胺(GLN)作為人體以及其他哺乳動(dòng)物血清中一種非常重要的且含量最豐富的游離氨基酸，在生物體代謝中起著至關(guān)重要的作用，具有抗應(yīng)激、抗感染、抗氧化和增強(qiáng)免疫力等功能[5]。研究指出，在生物體中GLN可以維持和提高組織細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽(GSH)含量，從而清除各種自由基和過氧化物對(duì)細(xì)胞的損害，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)[6]。研究也表明，高溫條件下飼糧中添加GLN可顯著提高黃羽肉雞血液中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性，顯著降低血液中丙二醛(MDA)含量，從而提高機(jī)體的抗氧化能力[7]。雖然GLN有水溶解率不高、易轉(zhuǎn)化為氨和焦谷氨酸等缺點(diǎn)，但其具有獨(dú)特的抗氧化能力，使其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用比較廣泛。有關(guān)GLN提高動(dòng)物機(jī)體抗氧化能力的機(jī)理尚不明確，特別是對(duì)斷奶仔豬氧化應(yīng)激的影響研究甚少。因此，本研究通過腹腔注射細(xì)菌脂多糖(LPS)建立仔豬氧化應(yīng)激模型，探討GLN對(duì)早期斷奶仔豬氧化應(yīng)激的影響，以期為揭示GLN提高動(dòng)物機(jī)體抗氧化能力的機(jī)理提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

GLN購自武漢遠(yuǎn)成共創(chuàng)科技有限公司，有效成分含量為99.5%；試驗(yàn)用細(xì)菌LPS購自美國Sigma Chemical公司，型號(hào)為大腸桿菌血清型(O55∶B5)；RNA抽提試劑Trizol購自Invitrogen公司。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物與飼養(yǎng)管理

選取28日齡、初始體重為(6.24±0.25) kg的健康三元雜交(杜×長(zhǎng)×大)斷奶仔豬24頭(公母各占1/2)，隨機(jī)分成3組，每組8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬。對(duì)照組和應(yīng)激組飼喂基礎(chǔ)飼糧，GLN組飼糧在基礎(chǔ)飼糧中添加1% GLN。試驗(yàn)期為30 d?；A(chǔ)飼糧按照NRC(2012)飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制，試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗(yàn)第22、25、28和30天時(shí)，應(yīng)激組和GLN組仔豬分別按每千克體重腹腔注射100 μg LPS，對(duì)照組仔豬腹腔注射相同劑量的滅菌生理鹽水[3-4]。試驗(yàn)在中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所動(dòng)物房進(jìn)行，仔豬采用單籠飼養(yǎng)，免疫消毒程序按照豬場(chǎng)常規(guī)程序進(jìn)行，試驗(yàn)期間記錄采食量、體重。每天喂食3次，時(shí)間分別為07:30、12:00和18:30，自由采食和飲水，粉料飼喂，以食槽無剩料為原則。每天清掃圈舍2次，保持圈內(nèi)清潔。整個(gè)圈舍采取自然通風(fēng)，在養(yǎng)殖期間所有圈舍進(jìn)行不定期消毒。

表1 試驗(yàn)飼糧組成與營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

續(xù)表1項(xiàng)目Items基礎(chǔ)飼糧Basaldiet谷氨酰胺飼糧GLNdiet抗氧化劑Antioxidant0.050.05防霉劑Fungicide0.100.10合計(jì)Total100.00100.00營養(yǎng)水平Nutrientlevels2)消化能DE/(MJ/kg)14.0214.05粗蛋白質(zhì)CP20.0020.00賴氨酸Lys1.551.55蛋氨酸Met0.650.65蘇氨酸Thr0.950.95色氨酸Trp0.250.25鈣Ca0.750.75有效磷AP0.300.30

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 Premix provided the following per kg of diets：MgSO4·H2O 150.0 mg，F(xiàn)eSO4·7H2O 100.0 mg，CuSO4·5H2O 150.0 mg，MnSO4·H2O 40.0 mg，ZnSO4·H2O 100.0 mg，Na2SeO30.3 mg，KI 0.5 mg，CoCl2·6H2O 30.0 mg，VA 10 800 IU，VD 34 000 IU，VE 40 IU，VK 3.4 mg，VB11.6 mg，VB212 mg，VB66 mg，VB120.05 mg，生物素 biotin 0.2 mg，葉酸 folic acid 2 mg，煙酸 niacin 50 mg，D-泛酸鈣D-calcium pantothenate 25 mg。

2)營養(yǎng)水平為計(jì)算值。Nutrient levels were calculated values.

1.3 樣品的采集

試驗(yàn)仔豬在第1次注射LPS(或生理鹽水)前和最后1次注射LPS(或生理鹽水)后進(jìn)行前腔靜脈采血，采血10 mL，常溫靜置15 min，然后以3 000 r/min離心15 min分離制備血清，-80 ℃保存待測(cè)。最后1次注射LPS(或生理鹽水)12 h后空腹屠宰仔豬，取腸道(十二指腸、空腸、回腸)，用剪刀輕輕剖開10 cm左右的十二指腸、空腸和回腸腸段，用冰生理鹽水輕輕沖洗腸壁內(nèi)容物，并用濾紙吸干腸段表面的水分，而后用玻璃載玻片刮取腸黏膜，使用錫箔紙將樣品進(jìn)行包裹，立即放入液氮中速凍，然后轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱中保存待測(cè)[8]。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 血清抗氧化指標(biāo)

血清過氧化氫酶(CAT)、GSH-Px、超氧化物歧化酶(SOD)活性、總抗氧化能力(T-AOC)和MDA含量均采用比色法測(cè)定，試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.4.2 引物設(shè)計(jì)

根據(jù)GenBank上豬的相關(guān)基因序列，以Primer premier 5.0軟件設(shè)計(jì)CAT、錳超氧化物歧化酶(MnSOD)、鋅銅超氧化物歧化酶(CuZuSOD)、谷胱甘肽過氧化物酶1(GPX1)和谷胱甘肽過氧化物酶4(GPX4)基因序列的引物，并選取β-肌動(dòng)蛋白(β-actin)作為內(nèi)參基因。用NCBI數(shù)據(jù)庫中的Primer-Blast (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/index.cgi?LINK_LOC=BlastHome)工具確認(rèn)引物的特異性。本試驗(yàn)所用引物均由上海生工工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成，實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qPCR)引物序列見表2。

1.4.3 小腸黏膜氧化應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)

1.4.3.1 總RNA提取和反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)

使用RNAios Plus(TaKaRa,9109)試劑提取總RNA，使用超微量紫外分光光度計(jì)(ND2000，美國NnaoDro)測(cè)定總RNA的純度和濃度。OD260 nm/OD280 nm在1.8～2.2的RNA純度較好。將純度較好的RNA經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳后，以28S rRNA和18S rRNA的灰度值比為2∶1為依據(jù)，評(píng)判提取的RNA的質(zhì)量。使用TaKaRa反轉(zhuǎn)錄試劑盒(TaKaRa，RR047A)對(duì)提取的RNA進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。

1.4.3.2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR

表2 引物序列

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)時(shí)熒光定量數(shù)據(jù)采用2-△△Ct法計(jì)算基因的相對(duì)表達(dá)量[9]。所有數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，差異顯著采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，P<0.05為差異顯著。所有數(shù)據(jù)均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié) 果

2.1 GLN對(duì)斷奶仔豬血清抗氧化能力的影響

由表3可知，LPS攻毒前各組血清抗氧化能力指標(biāo)均無顯著差異(P>0.05)。由表4可知，LPS攻毒后，應(yīng)激組血清MDA含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，GLN組血清MDA含量顯著低于應(yīng)激組和對(duì)照組(P<0.05)；對(duì)照組與應(yīng)激組血清SOD活性無顯著差異(P>0.05)，但GLN組血清SOD活性顯著低于對(duì)照組和應(yīng)激組(P<0.05)；各組血清GSH-Px、CAT活性和T-AOC均無顯著差異(P>0.05)，但GLN組血清GSH-Px和CAT活性均低于對(duì)照組和應(yīng)激組，血清T-AOC高于對(duì)照組和應(yīng)激組。

表3 LPS攻毒前GLN對(duì)斷奶仔豬血清抗氧化能力的影響

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 GLN對(duì)斷奶仔豬小腸黏膜氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)的影響

由表5可知，LPS攻毒后，在十二指腸黏膜中，GLN組CAT和CuZnSOD基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于應(yīng)激組(P<0.05)，但與對(duì)照組無顯著差異(P>0.05)；各組MnSOD、GPX1和GPX4基因相對(duì)表達(dá)量無顯著差異(P>0.05)，但GLN組MnSOD、GPX1和GPX4基因相對(duì)表達(dá)量均高于應(yīng)激組。

表4 LPS攻毒后GLN對(duì)斷奶仔豬血清抗氧化能力的影響

表5 GLN對(duì)斷奶仔豬十二指腸黏膜氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)的影響

由表6可知，LPS攻毒后，在空腸黏膜中，GLN組CAT、MnSOD和GPX1基因相對(duì)表達(dá)量最高，顯著高于對(duì)照組和應(yīng)激組(P<0.05)，且應(yīng)激組CAT、MnSOD和GPX1基因相對(duì)表達(dá)量最低；各組CuZnSOD基因相對(duì)表達(dá)量無顯著差異(P>0.05)，

但GLN組CuZnSOD基因相對(duì)表達(dá)量高于對(duì)照組和應(yīng)激組；GLN組GPX4基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組和應(yīng)激組(P<0.05)，對(duì)照組GPX4基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于應(yīng)激組(P<0.05)。

表6 GLN對(duì)斷奶仔豬空腸黏膜氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)的影響

由表7可知，LPS攻毒后，在回腸黏膜中，GLN組和應(yīng)激組CAT基因相對(duì)表達(dá)量顯著低于對(duì)照組(P<0.05)；GLN組MnSOD基因相對(duì)表達(dá)量最高，顯著高于對(duì)照組和應(yīng)激組(P<0.05)；各組GPX1基因相對(duì)表達(dá)量無顯著差異(P>0.05)；GLN組CuZnSOD基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)；GLN組和應(yīng)激組GPX4基因相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

表7 GLN對(duì)斷奶仔豬回腸黏膜氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)的影響

3 討 論

3.1 GLN對(duì)斷奶仔豬血清抗氧化指標(biāo)的影響

眾多研究表明，MDA、SOD、GSH-Px、CAT和T-AOC等均屬于動(dòng)物機(jī)體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的組成成員。MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)鏈?zhǔn)浇K止階段產(chǎn)生的小分子產(chǎn)物，其含量可以間接反映自由基的產(chǎn)生情況和機(jī)體組織細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化程度。SOD是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，具有比較特殊的生理活性，是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)，其功能是催化超氧離子自由基的歧化反應(yīng)，并且它可對(duì)抗與阻斷氧自由基對(duì)細(xì)胞造成的損害，及時(shí)修復(fù)受損細(xì)胞，恢復(fù)自由基造成的機(jī)體細(xì)胞的損害。CAT的功能主要是促使過氧化氫(H2O2)分解為分子氧和水，清除體內(nèi)的H2O2，從而使細(xì)胞免于遭受H2O2的毒害，是生物防御體系的關(guān)鍵酶之一。GSH-Px是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種催化H2O2分解的重要酶，能特異性地催化GSH對(duì)H2O2的還原反應(yīng)，催化GSH和H2O2反應(yīng)生成水，從而可以減輕細(xì)胞膜多不飽和脂肪酸的過氧化作用，減少自由基的產(chǎn)生，起到保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用[10-11]。研究顯示，GLN作為合成機(jī)體中抗氧化物質(zhì)GSH的原料，能夠維持和提高機(jī)體還原型GSH的水平，促進(jìn)還原型GSH合成GSH-Px的前體物[12]，從而達(dá)到清除機(jī)體自由基的目的。研究也表明內(nèi)毒素能降低SOD、CAT和GSH-Px活性[13-15]。

本研究顯示，LPS攻毒前各組血清抗氧化能力指標(biāo)均無顯著差異，而LPS攻毒后，應(yīng)激組血清MDA含量較對(duì)照組顯著升高，而SOD、CAT活性和T-AOC較對(duì)照組有降低趨勢(shì)。這一結(jié)果與上述研究結(jié)果相一致，可能是由于LPS應(yīng)激條件下斷奶仔豬體內(nèi)合成GSH-Px的效率降低，故需要外源性補(bǔ)充以滿足正常需求。Denno等[16]報(bào)道，飼糧補(bǔ)充GLN可顯著提高大鼠血清GSH含量。邊連全等[17]研究表明，外源補(bǔ)充GLN能夠顯著提高腸黏膜中GSH含量和CAT活性，但降低了MDA含量。黃冠慶等[7]研究表明，高溫[(33±2) ℃]條件下，飼糧中分別添加0.5%和0.8% GLN均可顯著提高28和35日齡黃羽肉雞血液中GSH-Px活性，顯著降低血液中MDA含量，但對(duì)血液中SOD活性無顯著影響。而本研究結(jié)果顯示飼糧添加GLN可使血清MDA含量顯著降低，與前人研究結(jié)果相一致，說明GLN可在一定程度上緩解LPS引起的斷奶仔豬的氧化應(yīng)激。

T-AOC作為衡量機(jī)體抗氧化系統(tǒng)功能狀況的綜合性指標(biāo)，其高低可以在總體上反映機(jī)體抗氧化系統(tǒng)對(duì)外來刺激的代償能力以及機(jī)體自由基代謝的狀態(tài)[18]。本研究結(jié)果顯示，飼糧添加GLN可提高血清T-AOC，且較應(yīng)激組提高了2.14倍，這意味著GLN在一定程度上可提高斷奶仔豬的機(jī)體抗氧化能力。本研究也顯示，GLN組血清GSH-Px、SOD和CAT活性均低于對(duì)照組和應(yīng)激組。研究已經(jīng)表明，外源性補(bǔ)充GLN能夠增強(qiáng)GSH-Px和CAT的活性，從而緩解體內(nèi)由LPS誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧化應(yīng)激[18]。與本研究結(jié)果相反，可能是由于GLN提高了機(jī)體整體抗氧化能力所致，也可能是由于飼喂GLN的斷奶仔豬本身已經(jīng)提高了機(jī)體整體的抗氧化水平，從而增加了斷奶仔豬對(duì)自由基的清除能力，當(dāng)大腸桿菌型LPS入侵?jǐn)嗄套胸i時(shí)并未造成強(qiáng)烈的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，進(jìn)而這些指標(biāo)并沒有及時(shí)作出相應(yīng)的變化。

3.2 GLN對(duì)斷奶仔豬小腸黏膜氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)的影響

GPX1、GPX4是體內(nèi)2種重要的含硒蛋白質(zhì)，都屬于GSH-Px家族同工酶，具有清除氧自由基、抗脂質(zhì)過氧化和保護(hù)細(xì)胞成分免受氧化攻擊的重要作用。GPX1是在哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第1個(gè)含硒酶[19]，也是多數(shù)細(xì)胞中含量最豐富的硒蛋白質(zhì)，被認(rèn)為是哺乳動(dòng)物體內(nèi)的一種主要的抗氧化蛋白質(zhì)[20]。GPX4對(duì)磷脂氫過氧化物的活性較高，是膜物質(zhì)的重要抗氧化酶，聯(lián)合維生素E發(fā)揮抗氧化作用，是哺乳動(dòng)物體內(nèi)唯一能直接還原磷脂的抗氧化酶，能保護(hù)宿主細(xì)胞免受細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞膜脂蛋白質(zhì)的脂質(zhì)過氧化氫物(LOOHs)介導(dǎo)的損傷[21]。研究表明，如腸道GPX4基因相對(duì)表達(dá)量過高，說明該仔豬GPX4活性較高，從而更加有效地提高抗氧化能力[21]。本研究結(jié)果顯示，LPS攻毒后，仔豬出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)，在十二指腸、空腸和回腸黏膜中，GLN組的GPX1和GPX4基因相對(duì)表達(dá)量均高于應(yīng)激組，特別是在空腸黏膜中GPX1和GPX4基因相對(duì)表達(dá)量顯著增加。這一結(jié)果表明飼糧添加GLN后，促進(jìn)了斷奶仔豬小腸黏膜GPX1和GPX4基因相對(duì)表達(dá)量，提高了仔豬的抗氧化能力。

CuZnSOD與MnSOD為高度可誘導(dǎo)的基因，對(duì)氧化應(yīng)激有高度的反應(yīng)性，并調(diào)控CuZnSOD與MnSOD的合成和分泌。CuZnSOD是SOD家族的成員之一，是集體防御氧化損傷的一種重要的金屬酶，能轉(zhuǎn)移性地清除超氧陰離子自由基，在維持氧自由基平衡方面發(fā)揮著重要的作用[22]。MnSOD對(duì)氧化應(yīng)激有著高度的反應(yīng)性，在線粒體中MnSOD可以催化轉(zhuǎn)換超氧化物分解為H2O2和氧分子，從而清除細(xì)胞器中有害的活性氧自由基(ROS)[22]。本研究結(jié)果顯示，LPS攻毒后，GLN組小腸黏膜CuZnSOD和MnSOD基因相對(duì)表達(dá)量高于應(yīng)激組，說明GLN具有促進(jìn)小腸黏膜CuZnSOD與MnSOD基因表達(dá)的功能，從而提高了斷奶仔豬對(duì)氧化應(yīng)激的反應(yīng)性。CAT是一種酶類清除劑，它可促使H2O2分解為分子氧和水，清除體內(nèi)的H2O2，從而使細(xì)胞免于遭受H2O2的毒害，是生物防御體系的關(guān)鍵酶之一。而CAT基因是CAT的調(diào)控基因，調(diào)控CAT的合成和分泌。本研究中，LPS攻毒后，GLN可顯著提高十二指腸和空腸黏膜中CAT基因相對(duì)表達(dá)量，而在回腸黏膜中無顯著影響，意味著GLN可促進(jìn)十二指腸和空腸黏膜CAT基因表達(dá)，進(jìn)而提高CAT的活性，但在回腸黏膜中效果不佳。

4 結(jié) 論

本研究以大腸桿菌型LPS建立氧化應(yīng)激模型，在飼糧中添加1% GLN檢測(cè)對(duì)斷奶仔豬氧化應(yīng)激的影響，結(jié)果顯示GLN顯著降低了血清MDA含量和SOD活性，降低了血清GSH-Px和CAT活性，提高了血清T-AOC，同時(shí)提高了小腸黏膜GPX1、GPX4、CuZnSOD、MnSOD和CAT基因相對(duì)表達(dá)量(回腸CAT基因除外)，說明飼糧添加GLN可以在一定程度上緩解因LPS引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)，提高仔豬的抗氧化能力，進(jìn)而增強(qiáng)仔豬的抗病能力。

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*Corresponding authors: WU Xiaosong, associate professor, E-mail: wuxiaosong529@126.com; YAO Kang, professor, E-mail: yaokang@isa.ac.cn

(責(zé)任編輯 李慧英)

Effects of Glutamine on Oxidative Stress of Weaned Piglets Challenged by Lipopolysaccharide

LI Huan1HUANG Niu1HE Liuqin2,3TIAN Junquan2,3WU Xiaosong1*YAO Kang1,2*

(1.CollegeofAnimalScienceandTechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China; 2.ScientificObservingandExperimentalStationofAnimalNutritionandFeedScienceinSouthCentral,MinistryofAgriculture,HunanProvincialEngineeringResearchCenterforHealthyBreedingofLivestockandPoultry,KeyLaboratoryofAgro-EcologicalProcessesinSubtropicalRegion,InstituteofSubtropicalAgriculture,ChineseAcademyofSciences,Changsha410125,China; 3.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)

This study was conducted to evaluate the effects of glutamine (GLN) on oxidative stress of weaned piglets based on the oxidative stress model byEscherichiacolilipopolysaccharide (LPS). Twenty-four 28-day-old healthy crossbred (Duroc×Landrace×Largewhite) weaned piglets were randomly assigned into three groups with eight replicates per group and one piglet per replicate. The piglets in control group and stress group were fed the basal diets, and the others in GLN group were fed the basal diet supplemented with 1% GLN. The experiment lasted for 30 days. At days 22, 25, 28 and 30 of the experiment, the piglets in stress group and GLN group were injected intraperitoneally with 100 μg LPS per kg body weight, whereas piglets in control group were injected intraperitoneally with the same dosage of sterile saline. At day 30, blood samples were collected by precaval vein and the intestinal tract samples were collected after slaughter for detection of the oxidative stress related indexes. The results showed as follows: 1) serum antioxidant capacity indexes had no significant differences among all groups before LPS challenge (P>0.05). After LPS challenge, the content of malondialdehyde (MDA) in serum in stress group was significantly higher than that in control group (P<0.05), and the content of MDA and the activity of superoxide dismutase (SOD) in serum in GLN group were significantly lower than those in stress group and control group (P<0.05). 2) After LPS challenge, the relative gene expression levels of catalase (CAT) and Cu-Zn superoxide dismutase (CuZuSOD) in duodenum mucosa in GLN group were significantly higher than those in stress group (P<0.05). The relative gene expression levels ofCAT, manganese superoxide dismutase (MnSOD), glutathione peroxidase 1 (GPX1) and glutathione peroxidase 4 (GPX4) in jejunum mucosa in GLN group were significantly higher than those in control group and stress group (P<0.05), and the relative gene expression levels ofGPX4 in control group was significantly higher than that in stress group (P<0.05). The relative gene expression level ofCATin ileum mucosa in GLN group and stress group was significantly lower than that in control group (P<0.05), and the relative gene expression level ofGPX4 was significantly higher than that in control group (P<0.05). The relative gene expression level ofMnSODin ileum mucosa in GLN group was significantly higher than that in control group and stress group (P<0.05), and the relative gene expression level ofCuZnSODwas significantly higher than that in control group (P<0.05). The results suggest that GLN can alleviate oxidative stress of weaned piglets challenged by LPS to some extent, thereby provide a theoretical basis for reducing oxidative stress in actual production.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(4)：1350-1358]

glutamine; weaned piglets; lipopolysaccharide; oxidative stress; antioxidant capacity

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.04.033

2016-10-13

國家973項(xiàng)目專題(2013CB127301)；中科院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目；國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31472107)

李 歡(1992—)，男，河南南陽人，碩士研究生，動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)專業(yè)。E-mail: 977141476@qq.com

*通信作者:伍小松，副研究員，E-mail: wuxiaosong529@126.com; 姚 康，研究員，博士生導(dǎo)師，E-mail: yaokang@isa.ac.cn

S816.7；S828

A

1006-267X(2017)04-1350-09