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硫化氢(H2S)是大气中的主要污染物之一,其在环境中的暴露会对人体健康构成严重威胁。近年来,随着畜禽产业的蓬勃发展,畜禽排泄物的产生量显著增加,它们在腐败分解过程中会产生大量H2S气体,若通风不良,畜禽舍内积聚的过量H2S将严重损害畜禽的健康。研究表明,鸡舍内的H2S暴露会降低鸡的生产性能、肉质品质和免疫功能,进一步的研究发现H2S暴露会导致肉鸡多组织器官发生氧化应激、能量代谢紊乱及炎症反应等损伤特征。程序性坏死是近年来发现的一种新的细胞死亡形式,是组织器官损伤的重要表现之一。为探讨H2S暴露致肉鸡脾脏程序性坏死的分子机制及参与调节的信号通路,本研究将120只1日龄Ross 308公鸡随机分到两个安装有自动气体监管装置的密闭鸡舍内,对照组鸡舍中不通入H2S气体(H2S<2.0 mg/m3);H2S组鸡舍中通入H2S气体,且保持H2S浓度为4.0±0.5 mg/m3(0-3周)和20.0±0.5 mg/m3(4-6周)。对两组肉鸡进行常规饲养,自由采食和饮水,分别于2周,4周和6周随机从每组中选取10只肉鸡进行无痛处死,采集脾脏组织。通过H&E染色及透射电镜观察肉鸡脾脏组织病理及超微结构变化,应用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)及蛋白印迹(Western Blot)检测程序性坏死基因、能量代谢基因、MAPKs/NF-κB途径、炎症因子的mRNA及蛋白表达情况,应用试剂盒检测氧化应激指标及ATPase活性,以揭示H2S暴露诱导肉鸡脾脏程序性坏死的分子机制。结果表明:(1)H2S暴露6周后的肉鸡脾脏组织病理结构发生明显变化,包括白髓增生、红髓充血、红髓区脾索增生、淋巴结节增多等脾脏损伤特征;另发现H2S组脾脏组织中的淋巴细胞和巨噬细胞数量明显减少;一些坏死特征如核破裂、核溶解及红细胞增多等现象也在H2S组脾脏中出现。超微结构观察结果表明脾脏组织出现线粒体肿胀甚至空泡化、细胞膜破裂及溶解、细胞内容物溢出,并伴有囊泡形成等典型细胞坏死特征。以上观察结果说明H2S气体暴露可损伤肉鸡脾脏功能,且导致脾脏发生细胞坏死。(2)与相应的对照组相比,H2S组中的RIPK1、RIPK3、TAK1、TAB2和TAB3的mRNA水平显著升高,而Caspase-8的mRNA水平显著降低;同样地,H2S组中RIPK1、RIPK3的蛋白表达水平显著高于相应的对照组,而Caspase-8的蛋白水平显著降低,另外,MLKL的蛋白磷酸化水平显著升高。氧化应激指标GSH含量及CAT、T-AOC、SOD活性在H2S气体暴露下显著降低,iNOS活性及NO、H2O2、MDA含量显著升高。H2S组脾脏组织中的4种ATPase活性均下降,且除NOX2外的其他能量代谢相关基因(avUCP、SDHB、PK、HK2和PDHX)均显著降低,表明H2S气体暴露诱导肉鸡脾脏发生程序性坏死、氧化应激和能量代谢紊乱。(3)对肉鸡脾脏组织中MAPKs途径相关基因进行检测发现,H2S组中JNK、ERK和p38的mRNA及磷酸化蛋白水平显著升高,且呈现时间依赖性,说明H2S气体暴露可激活MAPKs途径。(4)进一步检测NF-κB通路相关基因(IKKα/β、NF-κB p65、IκBα)的磷酸化蛋白表达水平、炎症反应相关基因(TNF-α、IL-1β、HSP70和HSP90)的mRNA和蛋白表达水平,结果显示H2S暴露可激活NF-κB信号转导途径并促进炎症反应。综上所述,H2S暴露会诱导肉鸡脾脏发生氧化应激、能量代谢紊乱,激活MAPKs途径诱发程序性坏死,触发NF-κB通路并促进炎症反应。本试验首次阐述了H2S暴露诱导肉鸡脾脏程序性坏死的分子机制,说明了H2S暴露可对肉鸡呼吸系统以外的器官如脾脏产生损伤,为评估和监测养鸡场和其他养殖场空气中的H2S浓度提供新的线索。