【摘 要】
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采食行为是动物赖以生存的本能行为,采食量的多少能够直接影响其生长速度和生产性能。在畜牧生产中,热应激是影响畜禽采食量的重要因素之一,每年夏季都会给畜牧生产带来了巨大的损失。采食行为主要受下丘脑食欲调节神经元以及中脑多巴胺奖赏系统的调控。下丘脑食欲调节神经元分泌的食欲调节因子如刺鼠相关蛋白(agouti-related peptide,Ag RP)、神经肽Y(neuropeptide Y,NPY)和
【基金项目】
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国家自然科学基金课题《中脑 TLR4 信号通路对猪采食行为的调节作用及其机制》(31672464);
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采食行为是动物赖以生存的本能行为,采食量的多少能够直接影响其生长速度和生产性能。在畜牧生产中,热应激是影响畜禽采食量的重要因素之一,每年夏季都会给畜牧生产带来了巨大的损失。采食行为主要受下丘脑食欲调节神经元以及中脑多巴胺奖赏系统的调控。下丘脑食欲调节神经元分泌的食欲调节因子如刺鼠相关蛋白(agouti-related peptide,Ag RP)、神经肽Y(neuropeptide Y,NPY)和阿片-促黑素细胞皮质素原(pro-opiomelanocortin,POMC)等蛋白能够调控动物的采食;而中脑多巴胺奖赏系统则主要由腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)和伏隔核(nucleus accumbens,NAc)组成,当酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)被激活,神经元合成并释放多巴胺,最终通过与多巴胺受体(dopamine receptor 1和2,DR1和DR2)结合产生奖赏效应促使动物的进一步采食(愉悦采食)。在热应激条件下,动物机体会产生由下丘脑-垂体-肾上腺轴调控的应激反应。已有的研究表明,热应激能够通过调节下丘脑分泌的食欲调节因子来抑制采食行为,也可以激活中枢的炎症信号(如Toll样受体4)抑制采食,但是,中脑多巴胺系统是否受到影响及其机制尚不明确。为此,本研究用人工气候仓模拟热应激环境,利用暴食症模型以及条件位置偏爱试验来探究热应激对小鼠愉悦采食行为的影响。然后,通过研究中脑和下丘脑中多巴胺奖赏系统、Toll样受体4(Toll like receptor 4,TLR4)炎症信号通路以及应激激素受体相关基因在热应激条件下的表达变化,筛选可能参与热应激调控愉悦采食行为的关键因子,并通过中枢给予相应拮抗剂或者激动剂进行验证。研究结果表明:(1)37℃热应激1 h,小鼠直肠温度显著增加。热应激能显著降低小鼠高脂介导的条件位置偏爱行为,暴食症模型小鼠0.5 h,1 h,2.5 h和12 h对高脂饲料的采食显著降低。提示热应激条件下,高脂引起的奖赏效应减弱,小鼠愉悦采食行为被抑制。(2)热应激后小鼠VTA中DR1、DR2和多巴胺转运体(dopamine transporter,DAT)mRNA表达显著增加,TH表达减少;NAc中DR1和DR2 mRNA表达显著增加,但是DAT mRNA的表达无显著差异;PVN中DR1、DR2和DAT mRNA表达均无显著变化。在此基础上,侧脑室注射DR1拮抗剂SCH-23390和DR2拮抗剂Eticlopride并不能改善热应激条件下小鼠愉悦采食行为。提示多巴胺奖赏系统并不是热应激下愉悦采食行为发生改变的直接调控靶点。(3)热应激条件下,TLR4 mRNA的表达量在VTA、PVN和NAc中均显著增加,VTA中TLR4的蛋白水平无显著变化,但其下游髓样分化因子88(myeloiddifferentiationfactor88,My D88)蛋白表达显著增加。然而在此基础上,侧脑室注射和VTA核团注射TLR4阻断剂LPS-RS Ultrapure,无论25℃还是37℃,小鼠对高脂饲粮的偏好出现了进一步抑制或者抑制的趋势。提示中枢TLR4信号参与了小鼠愉悦采食行为调控,但并不是热应激影响小鼠愉悦采食的调控途径。(4)应激系统中,热应激小鼠VTA中糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)、盐皮质激素受体(mineralocorticoid receptor,MR)和促肾上腺激素释放激素受体2(corticotropin releasing hormone receptor 2,CRFR2)的mRNA的表达均显著增加,但促肾上腺激素释放激素受体1(corticotropin releasing hormone receptor 1,CRFR1)的mRNA无显著变化;在NAc中,GR、MR、CRFR1和CRFR2的mRNA的表达均显著增加;在PVN中GR、MR和CRFR1的mRNA显著增加,但CRFR2的表达无显著变化。在此基础上,侧脑室注射CRFR1拮抗剂Antalarmin后对小鼠37℃时条件位置偏爱行为无显著影响;但侧脑室注射CRFR2拮抗剂Astressin 2B后能显著提高其条件位置偏爱行为;同样,VTA注射Astressin 2B能显著增加37℃条件下暴食症小鼠0.5 h,1 h和2.5 h的高脂采食,且能够逆转热应激抑制的小鼠对条件位置偏爱行为。提示CRFR2可能是热应激抑制小鼠愉悦采食行为发生的重要调控靶点。综上所述,小鼠在热应激条件下对高脂饲粮偏好降低,愉悦采食行为被显著抑制。中脑VTA中的CRFR2可能在这一过程中可能扮演着重要作用。
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