多种压力因素（包括寒冷暴露）会通过TLR4/p38MAPK/NF-κB和AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路，影响雏鸡的生长及肠道稳态

《Journal of Thermal Biology》：Multiple stressors, including cold exposure, disrupt growth and intestinal homeostasis via TLR4/p38MAPK/NF-κB and AMPK/SIRT1/PGC-1α pathways in layer chicks

慢性压力模型导致肉鸡生长性能下降及肠道稳态失衡，机制涉及TLR4/p38MAPK/NF-κB炎症通路激活、氧化应激增强及线粒体功能障碍。

　　

常青青|龚海月|潘丽英|蒲照红|张佳琪|李建红|鲍军|张润祥

中国黑龙江省哈尔滨市东北农业大学动物科学技术学院，邮编150030

摘要

慢性多因素应激源，包括低温暴露，是现代家禽养殖系统面临的主要挑战。本研究评估了慢性不可预测的轻度应激（CUMS）模型对蛋鸡生长性能和肠道稳态的影响。共有300只1日龄的雏鸡被随机分配到对照组（CON）或CUMS组，进行为期5周的实验。CUMS显著降低了平均日增重（ADG）和饲料摄入量（ADFI），同时增加了饲料转化率（F/G）（P < 0.05）。血清生化指标的变化表明蛋白质和脂质代谢紊乱，肝酶活性升高。CUMS还显著提高了血清二胺氧化酶（DAO）和D-乳酸（D-LA）的水平（P < 0.05）。组织学、超微结构和免疫荧光分析显示绒毛损伤、杯状细胞减少、紧密连接蛋白紊乱，以及线粒体异常，包括线粒体肿胀、嵴结构破坏和ROS积累增加；肠道各段的ATP浓度显著降低（P < 0.05）。从机制上看，CUMS抑制了体液免疫，并激活了TLR4/p38MAPK/NF-κB信号通路，导致促炎细胞因子增加而抗炎细胞因子减少（P < 0.05）。氧化应激表现为丙二醛（MDA）升高和抗氧化酶活性降低（P < 0.05），同时Nrf2/HO-1通路受到抑制。凋亡通过线粒体和死亡受体途径增强，Bcl-2/Bax比值降低，Caspase-3切割产物增加（P < 0.05）。此外，AMPK/SIRT1/PGC-1α通路和与线粒体生物发生相关的基因也显著受到抑制（P < 0.05）。总体而言，多因素CUMS模型通过炎症、氧化、凋亡和线粒体途径共同损害了肠道稳态和生长性能。

引言

在集约化家禽生产系统中，幼鸟持续暴露于各种环境和社会应激源中，如噪音、处理、光照干扰、运输和温度波动（Bullock等人，2023；Lee等人，2022）。这些应激源通常同时或连续发生，形成多重负担，可能影响生长性能、削弱免疫能力并损害肠道健康（Jin等人，2025；Rault等人，2017；Shaukat等人，2025）。其中，寒冷应激是一个特别重要的热应激因素，因为反复的低温暴露会破坏代谢和免疫功能，对福利和生产力产生负面影响（Wei等人，2023）。尽管单一应激源模型为特定生理途径提供了有价值的见解，但它们无法捕捉到实际生产环境中多种应激源的复杂、相互作用和累积效应（Guzmán-Mejía等人，2021；Su等人，2020）。为了解决这一不足，将慢性不可预测的轻度应激（CUMS）模型应用于家禽研究（Laghari等人，2025），结合了多种应激源，包括反复的寒冷暴露，以更准确地反映生产实际情况并提高应激模型的生态有效性。

胃肠道是应激生理的主要靶标，既是消化和营养吸收的主要器官，也是调节全身稳态的关键免疫屏障（Guzmán-Mejía等人，2021；Rostagno，2020）。先前的研究表明，应激会损害肠道屏障的完整性，增加通透性，促进促炎细胞因子的释放，抑制抗氧化防御并诱导凋亡（Liu等人，2020；Mazzoni等人，2022；Shaukat等人，2025）。作为抵御腔内侵害的第一道防线，肠道屏障的结构和功能完整性对于维持整体健康至关重要（Santilli等人，2022）。已有研究报道，CUMS会损伤肠道黏膜，增加通透性，促进促炎细胞因子的释放，并抑制抗氧化防御（Jin等人，2023；Xu等人，2022）。机制上，Toll样受体4（TLR4）/p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）/核因子κB（NF-κB）信号通路是驱动应激诱导的肠道炎症的关键（Wang等人，2024），而核因子红细胞2相关因子2（Nrf2）通路提供重要的抗氧化保护（Khan等人，2025）。值得注意的是，线粒体是将寒冷和非热应激源与肠道功能障碍联系起来的核心枢纽，因为它们调节细胞能量代谢，维持氧化还原平衡，并支持上皮细胞的存活（Jiao等人，2024）。线粒体在这个网络中处于中心位置，因为它们协调ATP的产生，调节氧化还原平衡，并支持上皮细胞的更新和存活（Chen等人，2025）。线粒体功能障碍，表现为生物发生受损和关键调节基因（如AMPK、SIRT1、PGC-1α和TFAM）下调，会进一步损害上皮细胞的能量供应并导致屏障破坏（Lin等人，2025）。尽管在哺乳动物模型中对CUMS引起的病理机制有了很大进展（Gu等人，2020；Hu等人，2023），但在家禽中的系统研究仍然有限——尤其是在包括寒冷暴露在内的多因素应激框架下整合肠道屏障功能、炎症信号、氧化损伤、凋亡和线粒体生物学的方面。因此，本研究旨在系统评估多种应激源（包括但不限于反复的寒冷暴露）对蛋鸡生长性能和肠道稳态的影响，特别关注与应激诱导的肠道功能障碍相关的炎症、氧化、凋亡和线粒体途径。

伦理声明

所有程序均获得了中国黑龙江省东北农业大学机构动物护理和使用委员会的批准（批准编号NEAUEC20220251）。本研究严格遵循《实验动物护理和使用指南》（2006年，中国科学技术部，文件编号398）进行。

动物、饮食、样本收集和制备

共有300只健康的1日龄Hy-Line Pink蛋鸡被随机分配到对照组（CON）或慢性不可预测的轻度应激组（CUMS组）

生长性能和血清生化参数

在5周的暴露期间，受到多因素CUMS处理的鸟类（包括反复的寒冷暴露）表现出明显的生长性能变化。如图1B-D所示，CUMS组在第3-5周的平均日增重（ADG）和饲料摄入量（ADFI）显著降低（P < 0.05），而饲料转化率（F/G）在第5周升高（P < 0.05）。血清生化分析也显示两组之间存在差异（图1E-M）。CUMS组的血清总蛋白（TP）和白蛋白（ALB）水平显著降低（P <

讨论

在集约化家禽养殖条件下，鸟类经常暴露于各种环境和管理相关的应激源中，这些应激源共同影响生长性能和代谢稳态（Park等人，2022）。本研究表明，慢性多因素应激会导致ADG和ADFI降低，饲料转化率（F/G）升高。这些结果与先前的研究一致，即慢性应激会降低家禽的饲料摄入量和生长效率（Tong等人

结论

总之，我们的研究表明，通过包括反复寒冷暴露在内的CUMS模型实施的慢性多因素应激会损害蛋鸡的肠道屏障完整性并抑制生长性能。从机制上看，多种应激源激活了TLR4/p38MAPK/NF-κB炎症通路，抑制了Nrf2/HO-1抗氧化防御，促进了线粒体和死亡受体介导的凋亡，并抑制了AMPK/SIRT1/PGC-1α通路和线粒体生物发生。

作者贡献声明

龚海月：软件处理、数据分析。常青青：写作、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法学设计、概念构思。蒲照红：数据验证、数据分析。潘丽英：软件使用、实验设计。李建红：写作、审稿与编辑、研究监督、方法学设计。张佳琪：数据验证、数据分析。张润祥：写作、审稿与编辑、研究监督、方法学设计、资金申请、概念构思。鲍军：写作、审稿与编辑

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据可用性

目前无法共享用于重现上述研究结果的处理数据，因为这些数据仍属于正在进行的研究的一部分。然而，所有支持研究结论的相关摘要数据已包含在本文及其补充材料中。如需更多信息或特定数据集，可向相应作者提出合理请求。

资助

本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号32272928和31972608）、黑龙江省自然科学基金（项目编号LH2022C032）以及黑龙江省现代农业产业技术系统（家禽领域）的合作创新与提升项目的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

我们还要衷心感谢东北农业大学动物科学技术学院的支持。