猪源胆汁酸通过代谢组与转录组整合调控免疫缓解蛋鸡热应激的机制研究

《Poultry Science》：Positive Effects of Bile Acids Alleviating Heat Stress in Laying Hens by Enhancing Immunity via Metabolome and Transcriptome Integration

本研究针对热应激导致蛋鸡生产性能和免疫功能下降的产业难题，通过添加猪源胆汁酸开展干预实验。研究发现120 mg/kg胆汁酸可显著提升产蛋率、蛋质量，降低血清皮质酮（CORT）和热休克蛋白70（HSP70），并上调免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白M（IgM）水平。整合代谢组与转录组分析揭示，胆汁酸通过调控内吞信号通路（涉及MVB12A、MHCⅠ等基因）影响花生四烯酸代谢途径（涉及11,12,15-THETA、5,6-DHET等代谢物），从而增强免疫功能。该研究为胆汁酸在热应激调控中的应用提供了理论依据。

　　

随着集约化养殖模式的快速发展，热应激已成为制约蛋鸡养殖业可持续发展的关键瓶颈。蛋鸡全身覆羽且缺乏汗腺的生理特性，使其难以有效散热，高温环境易导致产蛋率下降、蛋品质劣化，甚至引发大规模死亡，对养殖经济效益造成严重冲击。更为严峻的是，热应激会显著削弱蛋鸡的免疫系统功能，造成组织器官不可逆损伤。在这一背景下，探索高效、绿色的热应激缓解策略成为畜牧业的重要课题。

近期发表于《Poultry Science》的研究论文《胆汁酸通过代谢组与转录组整合增强免疫缓解蛋鸡热应激的积极作用》为解决这一问题提供了新思路。该研究团队发现，在热应激条件下，蛋鸡血液代谢组中胆汁酸代谢出现显著变化。胆汁酸作为动物体内由胆固醇合成的一类酸性化合物，既往研究多集中于肉鸡，发现其具有免疫调节、抑制致病菌及维持肠道稳态等功能。然而，关于胆汁酸在蛋鸡热应激模型中的代谢变化规律及免疫调控机制尚缺乏系统阐释。

为明确胆汁酸对热应激蛋鸡的作用效果及机制，研究人员设计了一项严谨的动物实验。他们将400只55周龄、生产性能相近的京粉3号蛋鸡随机分为5组：常温对照组（26±1°C，基础日粮）、高温应激组（35±1°C，基础日粮）以及三个高温胆汁酸添加组（35±1°C，基础日粮+60/120/240 mg/kg猪源胆汁酸）。实验周期28天，通过记录生产性能指标、检测血清应激标志物与免疫炎症因子、结合血清非靶向代谢组学与肝脏转录组学分析，系统评估胆汁酸的干预效果。

关键实验技术概述

研究采用酶联免疫吸附测定（ELISA）分析血清应激与免疫指标；通过超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）进行非靶向代谢组学检测；利用Illumina NovaSeq平台开展肝脏转录组测序（RNA-Seq），并通过实时定量PCR（qRT-PCR）验证差异基因表达；采用Spearman相关性分析整合多组学数据。

生产性能变化

与常温对照组相比，高温应激组蛋鸡的产蛋率、平均蛋重、日均采食量和蛋质量均显著降低（P<0.05）。而添加120 mg/kg胆汁酸能显著逆转热应激导致的产蛋率和蛋质量下降（P<0.05），表明适宜浓度的胆汁酸可有效维持蛋鸡的生产性能。

血清应激生物标志物

热应激显著提升血清皮质酮（CORT）和热休克蛋白70（HSP70）水平（P<0.05），这两种分子是公认的热应激标志物。胆汁酸干预后，CORT和HSP70浓度显著回落（P<0.05），提示胆汁酸能够缓解蛋鸡的生理应激状态。

免疫器官指数

高温应激导致脾脏指数显著下降（P<0.05），而120 mg/kg胆汁酸不仅显著提升脾脏指数，还降低了肝脏指数（P<0.05）。脾脏指数与机体免疫能力正相关，该结果说明胆汁酸可能通过促进免疫细胞增殖增强整体免疫功能。

血清免疫-炎症指标

热应激环境下，血清免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）和抗炎因子白细胞介素-10（IL-10）水平显著降低（P<0.05），而促炎因子白细胞介素-1β（IL-1β）浓度显著升高（P<0.05）。胆汁酸干预后，IgA和免疫球蛋白M（IgM）水平显著提升（P<0.05），IL-1β含量明显下降，表明胆汁酸能够改善体液免疫并抑制过度炎症反应。

血清代谢组学分析

代谢组学共鉴定出129种差异积累代谢物（DAMs），其中11,12,15-三羟基二十碳三烯酸（11,12,15-THETA）、前列腺素A₂（PGA₂）、5,6-二羟基二十碳三烯酸（5,6-DHET）和花生四烯酸是主要差异代谢物。KEGG富集分析显示这些代谢物显著富集于花生四烯酸代谢通路。相关性分析发现，11,12,15-THETA与IgA、IgM呈显著正相关，而花生四烯酸与IgA负相关，提示这些代谢物可能通过该通路参与免疫调节。

肝脏转录组学分析

转录组学筛选出347个差异表达基因（DEGs），包括多泡体蛋白12A（MVB12A）、主要组织相容性复合体I类（MHCⅠ）、转化生长因子-β受体（TGF-βR）和白细胞介素-2受体（IL-2R）。GO和KEGG分析表明，这些基因主要富集于内吞作用、细胞衰老和TGF-β信号通路。qRT-PCR验证结果与测序数据高度一致。

多组学关联分析

Spearman相关性分析进一步揭示，5,6-DHET与MVB12A、IL-2R正相关，11,12,15-THETA与MVB12A正相关，而花生四烯酸与MVB12A、TGF-βR负相关。这些结果提示胆汁酸可能通过调控内吞通路关键基因表达，影响花生四烯酸代谢物的积累，进而调节免疫指标。

结论与意义

本研究通过多组学整合分析，系统阐释了胆汁酸缓解蛋鸡热应激的分子机制。胆汁酸通过上调MVB12A等内吞通路基因表达，间接调控花生四烯酸代谢通路活性，促进11,12,15-THETA等免疫增强型代谢物积累，从而改善体液免疫功能和抑制炎症反应，最终提升蛋鸡生产性能。该研究不仅为胆汁酸在热应激管理中的应用提供了理论支撑，也为畜禽健康养殖提供了新的代谢调控靶点。