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龙骨骨折已成为现代蛋鸡健康养殖最主要的的福利问题之一,对蛋鸡的生产性能和正常行为的表达有一定的不利影响。龙骨骨折从发生到愈合都可能伴随疼痛与炎症反应,因此,有学者推测,龙骨骨折可能对蛋鸡的情绪有着负面影响。然而,目前鲜有龙骨骨折导致情绪后果的研究报道,而一些因龙骨骨折导致蛋鸡消极情绪的行为反应特征也并不明确,龙骨骨折导致的焦虑消极情绪的神经生理和分子调控机制也有待探明。本试验选取46周龄海兰褐蛋鸡90只作为研究对象,单只饲养于富集笼内。在46周、49周、52周、55周(每三周),通过触诊结合便携式X光仪对所有蛋鸡进行龙骨诊断。记录龙骨骨折与非龙骨骨折的蛋鸡,并对龙骨骨折蛋鸡与非龙骨骨折蛋鸡进行产蛋率计算与蛋品质指标检测。在每次诊断结束后进行连续2天的行为学录像观察。于49周与55周龄,对所有蛋鸡进行紧张性不动测试;于第49周和52周分别进行旷场试验和注意偏差试验以评估蛋鸡的焦虑情绪状态。第56周龄时选取龙骨骨折蛋鸡与非龙骨骨折蛋鸡各20只采集血液检测生理指标(皮质酮,外周血五羟色胺)与免疫指标(IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α、IFN-γ)。随后采集海马与下丘脑组织,通过HE染色、尼氏体染色、双皮质素蛋白免疫组化与高尔基染色观察龙骨骨折诱导的消极情绪对蛋鸡海马组织结构的影响。检测应激相关基因、五羟色胺能基因、神经营养与认知相关基因和蛋白在海马与下丘脑的表达,以探究龙骨骨折诱导焦虑情绪的神经分子反应。试验结果表明,龙骨骨折蛋鸡的产蛋率显著低于非龙骨骨折的蛋鸡(P<0.05)。龙骨骨折蛋鸡的蛋品质仅蛋壳强度和蛋壳厚度显著低于非龙骨骨折蛋鸡(P<0.05),其余蛋品质指标没有显著差异(P>0.05)。与非龙骨骨折蛋鸡相比,龙骨骨折蛋鸡羽毛梳理次数显著升高(P<0.05),但站立、趴卧、舒适行为、往返踱步的表达均无显著差异(P>0.05)。龙骨骨折蛋鸡的啄物与啄趾行为仅在第46-49周龄时显著高于非龙骨骨折蛋鸡(P>0.05)。羽毛的梳理行为的增加可能是龙骨骨折蛋鸡焦虑情绪的外在表达。ELISA结果表明,龙骨骨折蛋鸡的血清皮质酮水平显著上升(P<0.05),血清五羟色胺水平降低(P<0.05)。发生骨折蛋鸡的血清(IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α、IFN-γ)水平显著升高(P<0.05)。生理和免疫指标的变化说明龙骨骨折导致蛋鸡的应激和炎症反应。紧张不动性测试结果显示,在49周与55周龄时龙骨骨折蛋鸡的强直静止时间显著高于非龙骨骨折蛋鸡(P<0.05)。49周的旷场测试结果显示,龙骨骨折蛋鸡的第一次移动潜伏期显著高于非龙骨骨折的蛋鸡(P<0.05),对场地的探索时间显著低于非龙骨骨折蛋鸡(P<0.05),但龙骨骨折蛋鸡与非骨折蛋鸡的舒适行为表达次数没有显著性差异(P>0.05),场地内行走的时间(P=0.064)与穿越网格线的次数(P=0.068)也没有显著性差异,但呈现下降趋势。注意偏差测试结果表明,龙骨骨折蛋鸡的第一次移动、第一次发声与第一次进食的潜伏时间显著提高(P<0.05)。紧张不动性测试、旷场和注意偏差试验的结果提示龙骨骨折蛋鸡的焦虑水平更高。HE染色组织学结果表明,龙骨骨折蛋鸡与非骨折蛋鸡脑组织均无病理变化;龙骨骨折蛋鸡海马尼氏体数量与非骨折蛋鸡相比没有显著差异,但有下降的趋势(P=0.054);免疫组化结果表明,龙骨骨折蛋鸡海马的阳性平均光密度值与阳性细胞密度显著低于非骨折蛋鸡(P<0.05)。高尔基染色sholl分析结果表明,龙骨骨折蛋鸡海马神经元细胞复杂性显著低于非骨折蛋鸡(P<0.05),但树突棘密度无显著性差异(P>0.05)。组织学的变化结果显示龙骨骨折影响蛋鸡海马组织的神经元复杂度和双皮质素蛋白的表达。海马与下丘脑组织qRT-PCR结果显示,龙骨骨折蛋鸡海马组织中应激相关基因(AVP、CRHR1)m RNA表达水平显著升高(P<0.05),GABRA1、GABRB2 m RNA表达水平显著降低(P<0.05)。而NR3C1、NR3C2、CRH、CRHR1、MAOA、11β-HSD1、POMC、FKBP5、DBH m RNA表达水平均无显著差异(P>0.05)。龙骨骨折蛋鸡下丘脑组织CRHR1、FKBP5、CRH、AVP、11β-HSD1、POMC、NMU m RNA的表达水平显著提高(P<0.05)。而龙骨骨折蛋鸡下丘脑组织中NR3C1、NR3C2、MAOA、GABRB2 m RNA表达水平显著低于非龙骨骨折的蛋鸡(P<0.05)。除龙骨骨折蛋鸡下丘脑组织中HTR2B mRNA表达水平较非龙骨骨折蛋鸡显著上升外(P<0.05),其余五羟色胺能基因(SLC6A4、TPH1、TPH2、HTR1A、HTR1B、HTR2A)在下丘脑与海马中的表达水平均不显著(P>0.05)。龙骨骨折蛋鸡海马组织神经营养与认知相关基因(BDNF、DCX、PCNA、EGR1)m RNA表达显著降低(P<0.05);而NGFR、NTRK1、NTRK2基因m RNA表达水平均显著上升(P<0.05)。龙骨骨折蛋鸡下丘脑组织中NGF、NGFR、NT-3、DCX、ADAM 10基因m RNA表达水平较非龙骨骨折的蛋鸡呈下降趋势(P<0.05)。Western-blot结果表明龙骨骨折蛋鸡海马DCX、BDNF、EGR1基因表达水平与m RNA表达水平趋势相同,均显著下降(P<0.05)。龙骨骨折蛋鸡下丘脑组织中NR3C1蛋白的表达水平低于非龙骨骨折的蛋鸡(P<0.05);而POMC、FKBP5蛋白表达量显著高于非龙骨骨折的蛋鸡(P<0.01)。本试验结果表明,龙骨骨折降低了富集笼单笼饲养的46-55周龄蛋鸡的产蛋率和蛋壳质量。龙骨骨折蛋鸡羽毛梳理行为的增加可能是蛋鸡焦虑情绪状态的外在表现。结合龙骨骨折蛋鸡生理免疫指标的变化以及行为测试(紧张不动性、旷场试验、注意偏差试验)结果,龙骨骨折蛋鸡相比非龙骨骨折蛋鸡有着更长的紧张不动性持续时间,对威胁性信号的注意力更强,因此有着更高的焦虑水平,这提示龙骨骨折可能导致蛋鸡焦虑情绪的产生。龙骨骨折蛋鸡下丘脑基因的变化提示HPA轴负反馈能力的受损与HPA轴功能的亢进,而海马组织应激相关基因与神经营养与认知相关基因的表达,组织学染色结果共同暗示着龙骨骨折蛋鸡可能处于慢性应激状态。