银黄口服液通过激活Sirt1协调KEAP1/NRF2和PINK1/Parkin通路缓解热应激肉鸡肝脏氧化损伤

《Food Science & Nutrition》:Ying-Huang Oral Liquid Ameliorates Oxidative Stress in the Liver of Heat-Stressed Broilers via KEAP1-NRF2 and PINK1/Parkin Pathway

【字体: 时间:2026年03月17日 来源:Food Science & Nutrition 3.8

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  编者推荐 本研究揭示,热应激(HS)显著损害肉鸡肝脏功能与生长性能。银黄口服液(YOL)能通过上调Sirt1蛋白,进而激活NRF2–KEAP1抗氧化通路与PINK1/Parkin介导的线粒体自噬,并调节GPX4/SLC7A11抑制铁死亡,从而多靶点缓解热应激诱导的肝脏氧化损伤,为养殖业提供了一种基于传统方剂的潜在肝脏保护策略。

  
文章内容归纳
引言
全球家禽产业正面临气候变化导致的温度波动、禽产品需求增长及传染病传播等多重挑战。家禽因被覆浓密羽毛且缺乏功能性汗腺,在高温环境下体温调节能力有限,而现代集约化养殖模式进一步加剧了其热应激(HS)易感性。热应激会显著损害生长性能、饲料效率、繁殖力及存活率,并对全球禽类蛋白供应的稳定性构成威胁。此外,热应激诱导的免疫抑制增加了疾病易感性,引发更多食品安全担忧。
为缓解热应激的不利影响,已发展出管理、遗传和营养等多种策略。其中,营养策略,特别是草药添加剂,因其成本低、安全性高、无残留及多样化的生物活性而颇具前景。热应激会在禽类中诱发明显的肝损伤,其特征是过度的氧化应激和炎症,最终破坏代谢稳态。因此,靶向肝脏功能障碍的中草药(TCM)可能是一种有前景的预防和治疗策略。
银黄口服液(YOL)源于国家标准兽药汇编中收录的“茵栀解毒颗粒”,由茵陈、栀子、黄芩、虎杖、钩藤等组成,是少数正式批准的保肝制剂之一。本研究旨在评估YOL对热应激的潜在保肝作用,并阐明其保护作用的分子机制。
材料与方法
研究使用120只2周龄SPF健康雄性麻鸡,在环境控制室适应7天后,随机分为6组:对照组(23°C±2°C)、模型组(HS,35°C±2°C,每天8小时,持续7天)、阳性药组(HS+维生素C,60 mg/kg)及三个YOL治疗组(YOL-H,10 g/kg;YOL-M,5 g/kg;YOL-L,2.5 g/kg)。热应激开始1小时后,鸡只灌胃给予维生素C或YOL。实验结束时,记录生长性能指标,采集肝脏样本进行组织病理学、超微结构、生化及分子生物学分析。
实验方法包括:肝脏铁含量和谷胱甘肽(GSH)含量测定、肝脏组织病理学(H&E染色)和透射电子显微镜(TEM)分析、网络药理学与分子对接分析,以及蛋白质印迹法(Western Blot)检测相关蛋白表达。数据以均值±标准差表示,并使用GraphPad Prism进行统计分析。
结果
1. YOL改善热应激肉鸡的生长性能
与对照组相比,模型组的终末体重、平均日采食量(ADFI)和平均日增重(ADG)均显著降低,而料重比(FCR)显著升高。YOL-L和维生素C的补充有效降低了模型组的FCR。YOL-L和维生素C组的ADG与模型组相比有显著提高。
2. YOL减轻热应激肉鸡的肝脏病理变化
对照组肝小叶结构完整,肝细胞索排列整齐。热应激肉鸡在中央静脉周围表现出明显的炎性细胞浸润(红色三角指示)。这种浸润在维生素C、YOL-M和YOL-H组中消失,而YOL-L组仍有轻度门脉区浸润。中、高剂量YOL治疗有效防止了中央静脉相关的炎性浸润,提示其剂量依赖性的肝脏保护作用。
3. YOL上调热应激肉鸡肝脏中的NRF2-KEAP1信号通路
与对照组相比,模型组总P62蛋白表达无变化,但磷酸化P62(p-P62)及p-P62/P62比值显著降低。YOL补充显著降低了P62表达,同时增加了p-P62/P62比值。热应激还升高了KEAP1表达,并显著抑制了NRF2及其下游抗氧化蛋白HO-1的表达。维生素C处理部分缓解了这些变化。相比之下,YOL给药显著下调了KEAP1,上调了NRF2、NQO1和HO-1的表达。这些结果表明,YOL显著激活了热应激肉鸡肝脏的NRF2–KEAP1信号通路。
4. YOL调控热应激的核心成分与靶点
网络药理学分析构建了一个包含70个节点和495条边的蛋白质相互作用(PPI)网络。经过筛选得到一个包含9个节点和30条边的核心子网络。去乙酰化酶Sirt1表现出较高的中介中心性和适中的度值,表明其是网络中的关键桥梁节点。其他核心靶点包括CASP3、BCL2和STAT3。排名前4的化合物包括黄芩苷、汉黄芩苷、千层纸素A-7-O-葡萄糖醛酸苷和金合欢素。分子对接结果显示,这四种化合物与Sirt1的变构位点均表现出高结合亲和力,预测结合能均低于-7 kcal/mol,且每种配体在其最佳结合构象中与Sirt1形成了至少两个氢键。
5. YOL增强热应激肉鸡肝脏中铁死亡相关蛋白的表达
热应激显著增加了肝脏铁含量,并上调了Sirt1蛋白表达。与模型组相比,维生素C显著增强了GSH水平,上调了Sirt1和GPX4表达,但下调了SLC7A11表达。相比之下,YOL显著增强了GSH水平,增加了Sirt1、GPX4和SLC7A11的表达,表明其促进了铁死亡相关蛋白的表达。
6. YOL缓解线粒体形态异常,并促进热应激肉鸡肝脏中的PINK1/Parkin信号通路
对照组细胞核膜清晰,呈典型双层结构。细胞器轮廓分明,内质网呈清晰的管状形态,线粒体呈卵圆形或短棒状,膜完整,嵴结构整齐。热应激诱导了内质网扩张和自噬溶酶体形成减少。此外,线粒体超微结构被显著破坏,其特征是嵴断裂并大部分消失,膜完整性部分丧失,线粒体形态不规则。YOL-L在很大程度上恢复了大部分线粒体的嵴结构。在维生素C、YOL-M和YOL-H组中,线粒体嵴清晰可见,观察到自噬溶酶体,并且在低剂量YOL处理中明显的内质网扩张在高剂量YOL处理下消失。
与对照组相比,热应激显著增加了PINK1表达并降低了Parkin蛋白表达。维生素C处理显著上调了PINK1和Parkin表达。维生素C和YOL恢复了PINK1水平,并显著上调了Parkin表达,表明这些干预措施可能部分或完全恢复热应激下的PINK1/Parkin信号通路。
讨论
肝脏健康对维持家禽最佳生产性能至关重要。本研究中,热应激诱导了肝脏中央静脉周围的炎性细胞浸润,并通过降低ADFI和ADG抑制了生产性能,同时增加了FCR。补充维生素C和YOL-L有效缓解了热应激引起的生长抑制。
热应激诱导的肝损伤与氧化应激密切相关。KEAP1-NRF2轴是细胞抗氧化防御的核心调节器。本研究证实,热应激损伤了KEAP1-NRF2抗氧化轴,而YOL明显缓解了这种损伤。YOL与维生素C的作用靶点存在根本区别:维生素C直接增强NRF2水平,而YOL则通过激活p62来增强KEAP1-NRF2抗氧化轴。
肝脏是铁储存的主要器官,特别容易受到铁驱动的氧化损伤。本研究中,热应激显著增加了肝脏铁水平,表明热应激诱导的家禽氧化损伤可能与铁积聚有关。网络药理学分析将去乙酰化酶Sirt1确定为中枢枢纽蛋白。分子对接分析进一步揭示,YOL的活性成分与Sirt1的变构口袋表现出良好的结合,提示了Sirt1激活的潜在机制。这一预测得到了实验数据的证实,YOL处理显著上调了肝脏Sirt1表达。热应激显著降低了GPX4和SLC7A11的表达,表明内源性抗氧化防御受损促进了铁死亡性细胞死亡。维生素C部分恢复了Sirt1和GPX4的表达,证实了其抗氧化活性,但在信号通路层面的参与有限。相比之下,YOL激活了NRF2和Sirt1,并恢复了SLC7A11和GPX4的表达。这些发现表明,YOL增强了肝脏抗氧化能力,这可能与铁死亡的减轻有关。
线粒体形态与铁死亡的调节密切相关。本研究中,热应激诱导线粒体超微结构显著损伤,包括嵴断裂和消失,从而证实了严重的线粒体损伤。线粒体自噬是线粒体质量控制的关键补偿机制,其中PINK1作为线粒体损伤传感器,Parkin作为下游效应器。先前研究发现,通过PINK1/Parkin依赖性途径可以增强线粒体自噬,从而缓解热应激诱导的肉鸡细胞损伤。与线粒体损伤信号的激活一致,热应激组表现出PINK1表达升高伴随Parkin水平降低。YOL恢复了线粒体嵴的完整性并增加了自噬溶酶体的形成,表明其能够改善热应激诱导的线粒体结构损伤并促进自噬清除。此外,YOL逆转了热应激介导的PINK1和Parkin表达的抑制。这些发现表明,YOL通过激活PINK1/Parkin依赖性线粒体自噬来缓解氧化应激及相关肝损伤,从而改善线粒体超微结构并促进受损细胞器的清除。
结论
YOL通过激活Sirt1,协调KEAP1/NRF2介导的抗氧化防御、GPX4/SLC7A11依赖的铁死亡抑制以及PINK1/Parkin介导的线粒体自噬,从而发挥多靶点肝脏保护作用,减轻热应激诱导的氧化性肝损伤。
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