《Poultry Science》：Protective role of Zinc Glycine in LPS-induced acute kidney injury in geese: Inhibition of oxidative stress and ferroptosis through Nrf2/GPX4 signaling
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本研究针对脂多糖(LPS)诱导的家禽急性肾损伤(AKI)问题，探讨了新型有机锌复合物甘氨酸锌(Zn_Gly)通过激活Nrf2/GPX4信号通路，在抑制氧化应激和铁死亡方面的保护机制。研究发现Zn_Gly能显著改善肾功能指标，减轻肾脏病理损伤，调节炎症因子平衡，并通过上调GPX4、SLC7A11等关键因子抑制铁死亡。该研究为防治家禽细菌性肾病提供了新的理论依据和潜在策略。
在家禽养殖业快速发展的背后，细菌感染导致的急性肾损伤已成为威胁禽类健康的重要隐患。革兰氏阴性菌细胞壁成分脂多糖(LPS)是引发脓毒症相关急性肾损伤的关键致病因子，它能通过激活Toll样受体4(TLR4)触发剧烈的炎症风暴和氧化应激反应。然而，目前对LPS诱导肾损伤的分子机制尚未完全阐明，特别是近年来新发现的程序性细胞死亡方式——铁死亡(ferroptosis)在该过程中的作用仍待探索。
面对这一挑战，河南农业大学动物科技学院的研究团队在《Poultry Science》上发表了一项创新性研究，首次系统揭示了新型有机锌添加剂甘氨酸锌(Zn_Gly)在鹅LPS诱导急性肾损伤模型中的保护作用及其分子机制。研究人员通过为期21天的动物实验，将180只1日龄鹅随机分为对照组、LPS模型组和Zn_Gly干预组(80 mg/kg)，采用腹腔注射LPS(1 mg/kg)建立急性肾损伤模型。
研究团队综合运用了多学科技术方法：通过血清生化分析评估肾功能指标(肌酐、尿素氮等)；采用组织病理学观察肾脏结构变化；使用ELISA法检测炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-10)和氧化应激指标(MDA、SOD等)；通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和蛋白质印迹(Western blot)分析Nrf2/GPX4通路相关基因和蛋白表达；利用免疫荧光技术观察Nrf2和GPX4的亚细胞定位；并采用铁含量检测试剂盒评估肾脏铁积聚情况。
Effect of Zn_Gly kidney index and stress mediators in LPS induced AKI of geese
研究发现LPS攻击显著增加了鹅的肾脏指数、肾脏LPS含量和活性氧(ROS)水平，而Zn_Gly干预能有效逆转这些变化，表明其可减轻LPS引起的肾脏肿胀和氧化压力。
Effect of Zn_Gly on serum biochemical markers in LPS induced AKI of geese
血清生化分析显示，Zn_Gly显著降低了LPS引起的肌酐、尿素、尿酸和乳酸脱氢酶(LDH)活性升高，改善了肾功能指标，提示其对肾脏滤过功能具有保护作用。
Effect of Zn_Gly on renal hispathology in LPS induced AKI of geese
组织病理学观察发现，Zn_Gly有效缓解了LPS导致的肾小球碎片化、鲍曼囊扩张、白细胞浸润和出血等病理改变，维持了肾脏正常的结构和功能特征。
Effect of Zn_Gly on intracellular levels of iron in LPS induced AKI of geese
铁代谢分析表明，Zn_Gly显著降低了LPS引起的肾脏铁含量升高，上调了铁蛋白(ferritin)表达，下调了转铁蛋白受体1(TFR1)表达，表明其能调节铁稳态，抑制铁死亡关键诱因。
Effect of Zn_Gly on inflammatory mediators in LPS induced AKI of geese
炎症因子检测显示，Zn_Gly能显著抑制促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达，同时促进抗炎因子IL-10的产生，有效改善了肾脏炎症微环境。
Effect of Zn_Gly on oxidative stress mediators in LPS induced AKI of geese
氧化应激指标分析发现，Zn_Gly恢复了超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)和总抗氧化能力(T-AOC)的活性，降低了丙二醛(MDA)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)水平，增强了肾脏的抗氧化防御能力。
Effect of Zn_Gly on oxidative stress-related genes and protein expression in LPS induced AKI of geese
分子机制研究表明，Zn_Gly显著上调了核因子E2相关因子2(Nrf2)及其下游靶基因血红素加氧酶1(HO-1)、醌氧化还原酶1(NQO1)、谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC)和调节亚基(GCLM)的表达，同时抑制了Kelch样ECH关联蛋白1(Keap1)的表达，激活了Nrf2/Keap1抗氧化通路。
Effect of Zn_Gly on ferroptosis related genes and protein expression in LPS induced AKI of geese
在铁死亡调控方面，Zn_Gly显著上调了谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)和铁蛋白重链1(FTH1)的表达，下调了前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2)的表达，表明其通过调控SLC7A11/GPX4轴抑制了铁死亡进程。
Effect of Zn_Gly on immunofluorescence (IF) exploration of Nrf2 and GPX4 localization in kidney
免疫荧光分析进一步证实，Zn_Gly促进了Nrf2的核转位和GPX4在肾脏细胞中的表达，从形态学角度验证了其对Nrf2/GPX4信号通路的激活作用。
研究结论表明，甘氨酸锌通过多靶点作用机制对LPS诱导的鹅急性肾损伤发挥保护功能：一方面通过激活Nrf2信号通路，增强细胞的抗氧化防御系统，减轻氧化应激损伤；另一方面通过调控铁代谢关键因子和SLC7A11/GPX4轴，抑制铁死亡的发生。同时，Zn_Gly还能调节炎症因子网络，维持免疫平衡，从多维度保护肾脏结构和功能的完整性。
这项研究不仅首次系统阐述了甘氨酸锌在禽类肾脏保护中的作用机制，为开发新型饲料添加剂提供了理论依据，更重要的是揭示了铁死亡在家禽肾脏疾病中的重要作用，为防治细菌感染导致的肾脏损伤提供了新的思路和靶点。研究成果对保障家禽健康、提高养殖业经济效益具有重要意义，同时为哺乳动物乃至人类的脓毒症相关肾损伤研究提供了有价值的参考。
