当归补充剂能够改善滩羊的生长性能、肝脏抗氧化功能以及肠道微生物群的组成

Angelica sinensis通过调节肠道菌群、肝脏基因表达及代谢网络增强滩羊肝脏抗氧化功能，多组学分析揭示其协同调控机制及科学应用价值。

　　

李少金|田岚|闫永辉|强芙蓉|刘素兰|马云|周旭祥|Yasmeen A. Albalawi|蔡晓燕

宁夏大学动物科学技术学院，中国银川750021

摘要：

当归是一种传统的中药草本植物，也是一种潜在的天然饲料成分，含有多种生物活性成分。本研究采用多组学技术，探讨了当归通过多器官相互作用网络改善滩羊肝脏抗氧化功能的机制。将三个月大的滩羊随机分为对照组和添加0.2%当归的实验组进行喂养试验。结果如下：1) 添加当归显著增加了滩羊的平均日采食量（P< 0.01）；2)当归显著增强了肝脏超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性，提高了总抗氧化能力（T-AOC），同时降低了丙二醛（MDA）的含量（P<0.05）；3) 转录组分析发现了892个差异表达基因，这些基因在细胞色素P450代谢等途径中显著富集。此外，当归上调了肝脏抗氧化基因的表达，包括GPx7；4) 综合分析揭示了一个涉及过氧化物酶体增殖活化受体（PPAR）信号通路、胆汁酸生物合成和药物代谢通路的协同调控网络；5) 肠道微生物群分析显示当归显著增加了有益细菌（如Christensenellaceae_R-7_group、Rikenellaceae_RC9_gut_group和Clostridium）的数量（P<0.05）；6) 相关性分析证实这些有益细菌群与肝脏抗氧化指标之间存在显著正相关。本研究系统地阐明了当归通过“肠道微生物群-肝脏基因表达-代谢物”网络的多靶点调控来增强肝脏抗氧化功能的机制。作为核心免疫器官，肝脏抗氧化能力的提高可以进一步协同增强滩羊的整体免疫功能，为当归作为天然饲料成分的应用提供了科学依据。

引言

当归主要产自中国甘肃的岷县。这种植物高度为0.4-1米，具有圆柱形根系和许多分枝，呈黄棕色。它具有补血、促进血液循环、润肠和缓解便秘等传统功效。现代药理学研究证实，它还具有增强免疫功能和抗氧化活性的作用¹。例如，Wen等人²发现，当归多糖可以激活JAK2/STAT3/HK2通路，促进糖酵解，从而加速肝脏再生。具体来说，它可以通过增加抗氧化酶的活性来增强肝脏的抗氧化功能。此外，研究还发现，当归中的阿魏酸通过激活AMPK/ACC和PI3K/AKT通路，减少脂肪生成并促进脂肪分解，显著改善乙醇引起的肝脏脂肪变性³。 ^氧化应激是指活性氧（ROS）的产生与机体抗氧化防御能力之间的不平衡，是导致牲畜各种代谢紊乱和组织损伤的关键病理机制⁴。肝脏在反刍动物中起着至关重要的作用，是维持机体健康和高效生产的核心器官⁵，因为几乎所有从消化道吸收的营养物质都必须先经过肝脏处理才能进入循环系统⁶。反刍动物，尤其是育肥肉羊，肝脏的代谢负担较重，因为它们需要处理大量的营养物质，如由瘤胃发酵产生的挥发性脂肪酸（如乙酸、丙酸和丁酸）⁷。提高肝脏的抗氧化能力和减少肝脏氧化应激可以维持其核心代谢功能，预防代谢疾病。在奶牛中，增强抗氧化能力可以保护线粒体功能，确保正常的肝脏脂肪代谢。如果肝脏的抗氧化能力不足，氧化应激会损害肝细胞中的线粒体，阻止脂肪酸的有效氧化或排出体外，导致脂肪在肝细胞中异常积累，从而引发脂肪肝⁸。肝脏中的氧化应激会削弱免疫细胞的活性，使动物更容易感染乳腺炎、子宫内膜炎和蹄病等疾病⁹。强大的抗氧化防御系统可以确保肝脏的正常免疫功能，清除多余的ROS，降低全身炎症水平。这使动物能够将更多的能量和营养物质用于生产，而不是对抗炎症¹⁰。此外，肝脏健康是高效生产的基础。对于奶牛来说，功能正常的肝脏可以高效进行糖异生，为乳腺乳糖合成提供足够的葡萄糖前体，从而支持并稳定高产奶量。同时，健康的肝脏还能更好地合成乳脂和乳蛋白，提高牛奶质量¹¹。

滩羊是一种优质肉羊品种，主要分布在中国西北部。它们适应干旱寒冷的环境，具有很强的疾病抵抗力和良好的生长速度。其肉质鲜嫩多汁，脂肪分布均匀，风味独特，深受消费者喜爱<12, 13

。本研究旨在探讨当归是否通过调节滩羊的肠道平衡并经由门静脉系统影响肝脏的抗氧化功能，从而通过来自肠道的系统相互作用对机体产生整体益处。这将通过测量喂食当归的滩羊肝脏中的抗氧化相关指标，并结合转录组学和代谢组学来分析肝脏基因、代谢物和肠道微生物群结构的变化来实现。

伦理声明

所有实验方案均获得了中国银川宁夏大学技术伦理委员会的批准（方案代码：NXU-2025-199）。所有方法均按照相关指南和规定进行。所有方法均按照ARRIVE指南报告（https://arriveguidelines.org）。

材料和样品

干燥的当归（主要含有1.5%的木犀草素、5%的当归多糖和0.5%的阿魏酸）被研磨成粉末。

当归对滩羊生长性能的影响

添加0.2%当归后，两组滩羊的初始体重（IBW）没有显著差异（图1A，P > 0.05）。0.2%当归组的最终体重（FBW）、平均日增重（TWG）和日增重（ADG）均高于对照组，其中0.2%当归组的数值最高（图1B-D，P > 0.05）。0.2%当归组的平均日饲料摄入量（ADFI）显著高于对照组（图1E，P< 0.01）。

当归对滩羊平均日饲料摄入量的影响

当归含有丰富的化学成分（挥发性物质、有机酸等）。像木犀草素和多糖这样的挥发性化合物赋予了独特的香气和甜味，刺激动物的味觉和嗅觉受体，从而增强进食动机。先前的研究表明，在奶牛日粮中添加含有1%木犀草素的当归提取物可以显著增加采食量，这与本研究的结论一致，即日粮中添加当归可以改善滩羊的ADFI¹⁴。

当归对滩羊肝脏抗氧化功能和血清生化功能的影响

结论

在日粮中添加0.2%当归可以显著增加滩羊的ADFI，并通过多维度调控增强肝脏抗氧化能力。具体表现为SOD和GSH-Px的活性显著增加，T-AOC升高，MDA含量降低，同时肝脏重量和血清白蛋白水平也有所提高。在分子机制层面，它可以调控CYP450信号通路，下调关键基因的表达水平

CRediT作者贡献声明

蔡晓燕：项目管理、方法学、资金获取、数据分析、概念构建。强芙蓉：资源提供。刘素兰：资源提供、数据分析。马云：资源提供、项目管理。周旭祥：验证、资源提供。李少金：写作——审稿与编辑、初稿撰写、方法学、数据分析、概念构建。田岚：数据管理、概念构建。闫永辉：资源提供、概念构建

数据和材料的可用性

原始数据链接：https://submit.ncbi.nlm.nih.gov/subs/sra/SUB15740397/overview

出版同意

所有作者均已阅读并同意发表的手稿版本。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（编号：32460854）和宁夏回族自治区自然科学基金重点项目（2023AAC02012）的支持

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

作者衷心感谢中宁肉羊科学技术院、中宁文茂草园生态饲料有限公司以及宁夏回族自治区反刍动物分子与细胞育种重点实验室提供的实验场所和设备。