Stemona tuberosa对Eimeria tenella的抗球虫活性及其潜在机制:体内与体外研究及对宿主肠道的保护作用

《Veterinary Microbiology》:Anticoccidial activity and its potential Mechanisms of Stemona tuberosa against Eimeria tenella: In Vivo and In Vitro Investigations and Host Intestinal Protection

【字体: 时间:2026年03月09日 来源:Veterinary Microbiology 2.7

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  抗球虫活性植物提取物Stemona tuberosa乙醇提取物(STEE)通过抑制卵囊孢化与孢子虫入侵(体外)及调节肠道屏障蛋白(occludin↑48.85%, tight junction protein-1↑53.76%)和TLR2/NFκB炎症通路(体内),显著改善禽类球虫病症状,ACI值达164.23,为开发天然抗球虫药物提供依据。

  
马玉超|戴丽霞|于晓燕|苗小楼|卜同|曹新元|马玉东|庞建宁|曹明泽|马腾鹤|朱振|杨晓荣|尚晓飞
河北工程大学生命科学与食品工程学院,邯郸056038,中国

摘要

球虫病给家禽业造成了巨大的经济损失,目前的主要控制方法依赖于化学药物治疗。植物提取物具有低毒性、环境安全性和较低的耐药性风险。本研究评估了Stemona tuberosa乙醇提取物(STEE)的抗球虫活性,并探讨了其作用机制。通过卵囊孢子形成、孢子虫侵袭、抗球虫指数(ACI)、血液学参数、炎症标志物和肠道保护蛋白来评估其抗球虫效果。机制分析包括16S rRNA测序和Western blotting。在体外实验中,1毫克/毫升的STEE抑制了66.5%的卵囊孢子形成和62.72%的孢子虫侵袭。在体内实验中,高剂量的STEE使相对体重增加了92.52%,存活率为100%,抗球虫指数为164.23。STEE通过分别增加occludin和tight junction蛋白-1的表达量48.85%和53.76%来改善肠道屏障完整性。肠道微生物群分析显示盲肠微生物多样性得到恢复,球虫引起的代谢紊乱得到纠正。进一步研究表明,STEE通过下调TLR2/NFκB通路减少了Eimeria tenella引起的炎症反应。这些发现支持STEE作为控制禽球虫病的有前景的植物治疗候选物。

引言

禽球虫病是一种全球普遍存在的家禽疾病,具有重大的经济影响,主要影响鸡。致病因子是Eimeria属的顶复门原生动物寄生虫,它们是专性细胞内病原体,攻击家禽的消化系统。感染表现为腹泻、厌食、嗜睡、便血,在严重情况下会导致死亡。最近的分类学修订将致病Eimeria物种数量更新为10种,其中E. tenellaE. necatrixE. maximaE. brunettiE. acervulina是最具经济破坏性的(Blake 2025)。Blake等人(2020)估计,截至2016年,该疾病的全球年成本约为104亿英镑(根据Williams模型计算)。因此,迫切需要新的抗球虫策略来减轻家禽生产系统的财务负担。
目前全球广泛使用的抗球虫剂主要是合成药物,如磺氯吡嗪钠、二氯唑嗪、盐霉素和托拉唑嗪。这些化合物在低剂量下具有高效力,并被广泛用于球虫病控制。然而,出现的挑战包括普遍的耐药性、药物残留、高生产成本和毒性问题,这促使研究重点转向更安全、抗耐药性和成本效益更高的替代品(Shang等人,2025)。
与合成化合物相比,植物提取物或传统药物通常具有较低的毒性、更好的生物降解性和较低的耐药性发展倾向,符合可持续农业实践。目前,植物提取物被广泛用于动物生产中作为药物或饲料添加剂。作为饲料补充剂,许多植物提取物在促进生长、增强动物健康和改善动物产品质量方面显示出显著效果(Gul等人,2024;Saleem,2025;Nurhayati等人,2025)。在兽医药物领域,最近的研究揭示了植物提取物的抗氧化特性、肝保护作用和抗耐药能力,充分展示了它们的广阔前景(Kunu等人,2025;Okoye等人,2025)。
历史上,植物一直是抗寄生虫剂的重要来源。例如,从金鸡纳树皮中提取的奎宁在某些流行地区仍然是首选的抗疟疾药物。在抗球虫研究领域,长期以来一直研究植物提取物。Abbas等人(2025a,2025b)发现添加3%的孜然精油具有显著的抗球虫和促进生长的效果。这些优势推动了人们对药用植物高效利用的关注(Kumar等人,2003)。我们之前的研究筛选了120种用于治疗中国寄生虫病的传统中药(TCM),发现Stemona tuberosa的根在体外Eimeria spp具有更好的活性。
Stemona tuberosa Lour.长期以来被用作中药,以其润肺、止咳和驱虫的功效而闻名。现代研究表明,S. tuberosa根中的多种成分,如生物碱、芪类化合物、木脂素、甾醇和甘油单酯,具有抗炎、抗氧化和抗寄生虫活性。生物碱作为S. tuberosa根的主要成分,对其生物活性至关重要(Yi等人,2015),其中stemoninine、protostemonamide、neotuberostemonine和protostemonine具有抗炎或抗原生动物活性。然而,关于S. tuberosa根提取物的抗球虫特性的研究相对较少(Yang等人,2009;Pilli和Ferreira de Oliveira,2000)。
基于初步测试结果,本研究选择了S. tuberosa乙醇提取物(STEE)作为实验对象,通过体外体内研究系统评估其抗球虫特性。体内部分特别关注阐明该提取物的宿主保护机制。此外,我们还阐明了其抗球虫效果的机制基础。这些发现为将S. tuberosa发展为可持续自然资源提供了战略方向,并提出了全球禽球虫病控制的潜在替代策略。

材料来源与鉴定

从中国成都的德银中药超市购买的干燥Stemona tuberosa Lour.根,由中国农业科学院兰州畜牧与药学研究所(LIHPS)的X.L Miao副教授鉴定。

Stemona tuberosa Lour.提取物的制备

将50克干燥的S. tuberosa根浸泡在750毫升80%乙醇中,置于1000毫升圆底烧瓶中,在75℃下使用水浴加热系统进行2小时回流提取。重复上述步骤

STEE总生物碱含量与稳定性

我们使用tuberostemonine建立了标准曲线。在2毫克至125微克的范围内,tuberostemonine的浓度与紫外吸光度呈线性关系,满足方程y=0.4367x+1.403 (R2=0.9987)
根据公式计算,六次重复实验中STEE的总生物碱含量分别为10.71毫克/克、10.79毫克/克、10.40毫克/克、10.60毫克/克、10.91毫克/克和10.68毫克/克。平均值为10.68毫克/克,相对标准偏差为

讨论

寻找合成抗球虫剂的替代品一直是家禽领域的重要研究课题。研究人员在这一领域进行了大量研究和试验。Abbas等人(2025a,2025b)发现Pinus radiata提取物具有强大的抗球虫活性,显著改善了卵囊计数和病变评分等参数。Aljohani和Zaman(2024)观察到Syzygium aromaticum乙醇提取物不仅能够对抗球虫感染

结论

本研究表明,STEE在体外体内都对E. tenella表现出强大的抗球虫活性。其抗寄生虫效果体现在抑制卵囊孢子形成和抑制孢子虫侵袭上。在体内清除寄生虫的实验中,STEE不仅有效消除了E. tenella,还通过多种机制减轻了球虫引起的炎症和肠道损伤,包括减弱炎症反应和抗氧化作用

作者贡献声明

杨晓荣:方法学。马玉超:撰写 – 原稿、可视化、软件处理、数据分析。朱振:监督、资源提供、项目管理。马腾鹤:资源提供。曹明泽:资源提供。苗小楼:监督、项目管理。于晓燕:实验研究。尚晓飞:撰写 – 审稿与编辑、验证、监督。戴丽霞:软件处理、项目管理、方法学。庞建宁:软件处理。马玉东:数据分析。曹新元:数据分析。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金(编号:32373055;32202860)、甘肃省杰出青年基金(23JRRA563)、中国农业科学院创新项目(编号:CAAS-LIHPS-2025-1)、河北省自然科学基金(编号:C2023402003;C2024402032)以及河北省农业研究系统专项基金(HBCT2024270202)的支持。
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