《Poultry Science》:The combination of matrine and tannic acid protects chickens against intestinal infection caused by
Salmonella Typhimurium
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本研究针对家禽养殖中鸡伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhimurium)感染导致的肠炎和败血症问题,探讨了苦参碱(MT)与单宁酸(TA)联用的治疗效果。研究发现,MT+TA组合能显著提高感染鸡只存活率、促进生长、降低肝脏和十二指肠细菌载量,其效果优于单一用药。机制研究表明,该组合通过下调TLR-4/p50/NLRP-3/Caspase-1通路抑制肠道炎症反应,降低肠道硝酸盐水平和iNOS mRNA表达,并改善肠道菌群失调。该研究为替代抗生素防治沙门氏菌病提供了新策略。
在现代化家禽养殖业中,鸡伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhimurium)感染一直是困扰养殖户的棘手问题。这种人畜共患病原体不仅会引起鸡只的肠炎和败血症,导致巨大的经济损失,更通过食物链威胁公共卫生安全。尽管抗生素长期以来是控制沙门氏菌病的主要手段,但日益严重的抗生素耐药性问题迫使人们寻找新的替代方案。
传统中药在抗菌治疗方面展现出独特优势。五倍子(Galla chinensis)和苦参(Sophora flavescens)作为治疗肠道疾病的常用药材,其有效成分单宁酸(TA)和苦参碱(MT)分别具有抗炎、抗菌等多种生物活性。然而,这两种成分联用对沙门氏菌病的协同保护效果及作用机制尚不明确。发表在《Poultry Science》上的这项研究,正是为了解决这一科学问题而展开。
研究人员建立鸡伤寒沙门氏菌SL1344株肠道感染模型,将一日龄海兰褐雄鸡随机分为对照组、感染组、MT治疗组、TA治疗组和MT+TA联合治疗组。通过连续7天灌胃给药,系统评估各组的生存率、体重变化、器官病理损伤、细菌载量、肠道通透性、炎症因子表达及肠道菌群变化。
主要技术方法包括:建立鸡伤寒沙门氏菌肠道感染模型;检测脏器指数和细菌负荷;测定血清二胺氧化酶(DAO)活性评估肠道通透性;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析基因表达;16S rRNA测序分析盲肠微生物组成;组织病理学观察十二指肠病变。
MT与TA联用对感染鸡的保护作用
研究发现,MT+TA组合显著提高了感染鸡的生存率和体重增加,降低了肝脏和十二指肠的细菌载量,效果优于单一用药(图1)。联合治疗还缓解了感染引起的肝脏和脾脏肿胀充血,降低了器官指数(图2)。
对肠道屏障的保护机制
感染导致血清DAO活性显著升高,表明肠道通透性增加。MT+TA组合有效降低了DAO活性,减轻了十二指肠绒毛缩短、上皮细胞脱落和炎性细胞浸润等病理改变(图3),说明该组合能增强肠道屏障功能。
抗炎作用及信号通路调控
在分子机制层面,MT+TA组合显著抑制了肠道中IL-1β和TNF-α等促炎因子的mRNA表达(图4)。进一步研究发现,该组合通过下调TLR-4、p50(NF-κB亚基)、NLRP3和caspase-1的转录水平,干扰TLR4/NF-κB/NLRP3/caspase-1信号通路,从而抑制肠道炎症反应。
对肠道微环境的调节作用
沙门氏菌利用宿主肠道硝酸盐进行扩增是其致病关键。研究发现MT+TA组合降低了肠道硝酸盐水平和iNOS mRNA表达(图5),限制了病原菌的生长条件。16S rRNA测序结果显示,该组合改善了感染引起的肠道菌群失调:在门水平增加了厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),降低了变形菌门(Proteobacteria);在科水平增加了毛螺菌科(Lachnospiraceae)和双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae),降低了肠杆菌科(Enterobacteriaceae);在属水平增加了乳酸杆菌(Lactobacillus),降低了埃希氏菌-志贺氏菌(Escherichia-Shigella)(图6)。特别值得注意的是,联合用药对放线菌门和双歧杆菌科的促进效果显著优于单药治疗,这可能是其协同作用的重要机制。
研究结论与意义
该研究首次系统阐述了苦参碱与单宁酸联用对鸡伤寒沙门氏菌肠道感染的协同保护作用及多重机制。不仅证实了该组合通过抑制TLR4/NF-κB/NLRP3/caspase-1信号通路减轻肠道炎症,还揭示了其通过调节iNOS/硝酸盐轴和重塑肠道微生态发挥治疗作用的新机制。相比单一用药,联合治疗在改善微生物组成方面表现出明显优势,特别是促进了有益菌群的增殖。
这项研究为开发替代抗生素的沙门氏菌病防控策略提供了重要理论依据和实践方向。传统中药有效成分的合理组合利用,不仅有助于减少抗生素在养殖业的使用,缓解耐药性问题,也为探索中西医结合治疗细菌感染性疾病开辟了新途径。该研究成果对保障家禽养殖业健康发展、维护食品安全和公共卫生安全都具有重要意义。