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近年来由霉菌毒素引起的畜禽肠道疾病对畜牧业的不利影响越来越大,导致畜禽抗氧化和免疫机能明显降低。姜黄素具有抗氧化、抗炎、抗菌等活性,可抵抗肠道致病菌和霉菌毒素,对机体具有明显的保护作用。OTA是主要的肠道致病性真菌毒素之一,对上皮细胞具有明显的侵犯作用。姜黄素对缓解OTA诱导的肠道屏障损伤的相关作用机制目前尚不清楚。本文旨在建立OTA致肉鸭肠毒性动物模型,确定姜黄素在肉鸭体内吸收、代谢、组织分布及对肠道关键解毒酶基因的影响;研究姜黄素对饲喂OTA污染饲粮的肉鸭生长、肠道抗氧化、蛋白质代谢、肠道屏障、线粒体功能、转运载体表达、血浆代谢物的影响。试验分以下4个部分:试验一:采用人工接种赭曲霉菌制备发霉玉米,按不同比例替代新鲜玉米建立赭曲霉变饲料感染北京鸭的动物模型,研究OTA对北京鸭生长性能、抗氧化功能及肠道免疫功能的影响。选取1日龄健康北京鸭公雏1080只,随机分为6组,每组6个重复,每个重复30只鸭。处理1为对照组饲喂无抗生素玉米-豆粕型饲粮,处理2、3、4、5和6则按照发霉玉米中OTA实际含量(12.7 mg OTA/kg)分别以1.0%、2.0%、4.0%、8.0%和16.0%替代正常玉米,使OTA含量分别为0.125、0.25、0.5、1.0和2.0mg/kg。试验期为21天。结果表明:(1)与对照组相比,饲粮OTA水平为0.5 mg/kg时,显著降低了1~21日龄肉鸭日增重(P<0.05)。(2)饲粮OTA水平为1.0 mg/kg时,显著降低了21日龄肉鸭血浆SOD、T-AOC活性和NO含量,并增加了血浆MDA含量(P<0.05);随着饲粮OTA含量升高,当饲粮OTA水平达到2.0 mg/kg时,显著升高了21日龄肉鸭血浆DAO活性和空肠IL-1β和TNF-α的含量,并降低了IL-10和SIg A含量(P<0.05)。(3)组织病理观测结果显示,OTA水平达到2.0 mg/kg时,空肠上皮细胞明显脱落,黏膜固有层裸露。试验二:研究姜黄素及其代谢活性物质在肉鸭体内吸收、代谢和组织分布,以及对肠道抗氧化和关键解毒酶基因表达的影响。选取1日龄健康北京鸭公雏720只,随机分为4个处理,每个处理为6个重复,每个重复30羽。采用单因子随机分组试验设计,处理1为对照组饲喂无抗生素的玉米-豆粕型饲粮,处理2、3和4则在处理1基础上分别添加200、400和800 mg/kg的姜黄素。试验期为21天。结果表明:(1)21日龄肉鸭盲肠中姜黄素含量最高,约为13.12~16.68 mg/g;空肠黏膜约为75.50~575.40μg/g;肝脏约为35.10~73.65μg/g;血浆中姜黄素含量最低,约为7.02~7.88μg/g。空肠黏膜和肝脏中姜黄素、二氢姜黄素和四氢姜黄素含量随饲粮姜黄素水平升高而增加(P<0.05),呈剂量效应。(2)饲粮添加400和800 mg/kg的姜黄素显著提高了1~21日龄肉鸭空肠GSH-Px、T-AOC活性以及HO-1和Nrf2的m RNA表达水平(P<0.05),并降低空肠中8-OHd G和MDA含量(P<0.05)。(3)饲粮添加400和800 mg/kg的姜黄素显著提高了空肠黏膜CYP1A4和CYP2D17的m RNA表达水平,并降低CYP1B1和CYP2A6的m RNA表达水平(P<0.05)。(4)饲粮添加400和800 mg/kg的姜黄素显著提高了空肠黏膜GST和MRP6的m RNA表达水平(P<0.05),添加水平达到800 mg/kg时还显著提高了空肠黏膜ABCB1的m RNA表达水平(P<0.05)。试验三:研究姜黄素对饲喂OTA污染饲粮的肉鸭肠道抗氧化、蛋白质代谢、肠道屏障及线粒体功能的影响。选取1日龄健康北京鸭公雏540只,随机分为3组,即对照组,OTA污染组及姜黄素缓解组。每组6个重复,每个重复30只鸭。对照组饲喂无OTA、姜黄素和抗生素的玉米-豆粕型饲粮;OTA污染组饲喂含2.0 mg/kg的OTA发霉玉米饲粮;姜黄素缓解组则在OTA污染组基础上饲喂添加400 mg/kg的姜黄素。试验期为21天。结果表明:(1)与对照组相比,饲喂OTA污染饲粮显著降低了肉鸭日增重,料重比升高(P<0.05);在OTA饲粮中添加姜黄素阻止了肉鸭体重下降(P<0.05)。(2)姜黄素显著抑制了OTA诱导血浆DAO和空肠黏膜IL-1β、TNF-α和MDA水平升高(P<0.05)。(3)OTA显著抑制了肉鸭空肠HO-1、Nrf2、RPS6K1和MTOR的m RNA和PI3K、p-Akt、p-TOR、p-S6K1的蛋白表达水平(P<0.05),而姜黄素逆转了这些蛋白表达下降(P<0.05)。(4)姜黄素显著提高了饲喂OTA污染饲粮的肉鸭空肠OCLN和TJP1的m RNA和蛋白表达水平,并降低ROCK1的m RNA和蛋白表达水平(P<0.05)。此外,姜黄素还抑制了凋亡相关基因的表达上调,并下调由OTA引起的线粒体TFAM、TFB1M和TFB2M的m RNA表达升高(P<0.05)。(4)透射电子显微镜观察显示,对照组空肠上皮细胞紧密连接结构完整,线粒体形态正常,线粒体双层膜和嵴清晰可见。OTA污染组空肠上皮细胞明显受损,细胞间隙变宽,线粒体嵴和内外膜消失,线粒体肿胀,出现凋亡小体。而姜黄素能够缓解细胞中这种不利影响。试验四:采用代谢组学等技术研究姜黄素对饲喂OTA污染饲粮的肉鸭血浆非靶标代谢物和肠道转运载体表达的影响。选试验三各组血浆样、空肠样,每组12个重复,分别进行代谢组学和空肠样转运载体转录水平分析。结果表明,(1)OTA导致肉鸭血浆乳酸、肌醇升高,苹果酸、柠檬酸、丙氨酸、谷氨酸、胆固醇等含量降低。与OTA组相比,姜黄素与OTA共处理组谷氨酸、苹果酸、柠檬酸显著上升,而乳酸、甘氨酸、脯氨酸、尿酸、肌醇含量下降(P<0.05)。(2)OTA污染组肉鸭空肠葡萄糖转运载体SGLT1、氨基酸和小肽转运载体的CAT1、EAAT4及Pep T1的m RNA表达显著下调(P<0.05);与OTA污染组相比,姜黄素共处理组肉鸭空肠SGLT1、CAT1、EAAT4及Pep T1的m RNA表达显著上调(P<0.05)。综上所述,2.0 mg/kg的OTA抑制肉鸭生长,诱导肉鸭肠道氧化应激,产生炎症效应和脂质过氧化、具有明显的肠毒性。饲粮添加400 mg/kg的姜黄素可增强肉鸭肠道抗氧化和关键解毒酶活性,选择性的靶向作用CYP450同工酶和MRP,抵抗异源物质造成的氧化损伤。姜黄素可有效缓解OTA诱导的肠毒性,降低脂质过氧化,改善肠道屏障和线粒体功能。姜黄素主要缓解了OTA诱导的三羧酸循环和氨基酸代谢内源性变化,维持机体能量代谢,促进氨基酸和小肽转运,但氨基酸可能并非姜黄素影响蛋白质沉积的信号因子。可能的作用机制是通过激活Nrf2和PI3K/Akt/TOR通路,增强抗氧化和关键解毒酶活性,清除体内ROS;保护线粒体功能,抑制线粒体凋亡,促进肠道蛋白质合成。通过抑制Rho/ROCK信号通路,降低紧密连接蛋白离域。