仔豬缺鐵對hepcidin表達(dá)調(diào)控及腸道免疫功能的影響研究.pdf

1、仔豬缺鐵癥是引起仔豬造血機(jī)能紊亂，免疫力下降、最終引起生長緩慢甚至發(fā)病死亡的常見營養(yǎng)缺乏癥。Hepcidin作為一種肝臟特異性表達(dá)的抗菌肽，在機(jī)體鐵代謝調(diào)控中發(fā)揮著核心作用，但其在引發(fā)仔豬免疫反應(yīng)與維持鐵穩(wěn)態(tài)間的關(guān)系尚不完全清楚。本研究以哺乳仔豬和斷奶仔豬為對象，考察了仔豬缺鐵與腸道免疫功能的關(guān)系，并進(jìn)一步探討與免疫力低下的關(guān)系，這有利于認(rèn)識仔豬免疫與鐵代謝的關(guān)系，為仔豬缺鐵癥的預(yù)防和控制提供有效途徑，對促進(jìn)仔豬健康生長具有重要的理論和

2、實(shí)踐意義。主要研究內(nèi)容如下:
　　試驗(yàn)一:哺乳仔豬缺鐵與腸道免疫功能的關(guān)系研究
　　本試驗(yàn)以哺乳仔豬為研究對象，在出生后第3d，對照組肌肉注射60 mg Fe/kgb.w.右旋糖酐鐵制劑，高鐵組注射180 mg Fe/kg b.w.，低鐵組注射等體積的生理鹽水，分別在第2d、5d、10d、20d時(shí)屠宰取樣，考察哺乳仔豬缺鐵與腸道免疫功能的關(guān)系。仔豬補(bǔ)鐵后血清鐵含量顯著增加，之后隨著仔豬生長緩慢降低，高鐵組血清鐵含量顯著高于對

3、照組，低鐵組鐵含量在試驗(yàn)后期顯著低于對照組。低鐵組鐵蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白含量顯著低于對照組，高鐵組則顯著高于對照組。肝臟和脾臟鐵沉積現(xiàn)象出現(xiàn)與血清鐵類似的變化規(guī)律。Hepcidin是鐵代謝的中心調(diào)控因子，低鐵組hepcidin的表達(dá)量顯著低于對照組，高鐵組hepcidin表達(dá)量在試驗(yàn)后期顯著高于對照組。鐵輸出量是平衡鐵穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵因素，F(xiàn)PN是哺乳動物唯一的鐵輸出蛋白，哺乳仔豬十二指腸FPN表達(dá)量較低，低鐵組在5d和20d的表達(dá)量高于對照組;脾

4、臟FPN表達(dá)量隨仔豬生長逐漸升高，且低鐵組高于對照組。十二指腸是機(jī)體最重要的消化吸收器官，隨著仔豬生長，對照組腸壁逐漸增厚且維持較好的絨毛形態(tài);而低鐵組絨毛稀疏、變短，且粘膜下層疏松;高鐵組在試驗(yàn)中后期絨毛萎縮、腸腺不明顯。血清中D-乳酸濃度和DAO活性是反應(yīng)腸道屏障損傷程度的代表性指標(biāo)，低鐵組D-乳酸濃度和DAO活性顯著高于對照組，高鐵組DAO活性在第20d時(shí)極顯著高于對照組。動物的免疫因子與其免疫力相關(guān)，試驗(yàn)前期各組免疫因子表達(dá)均無

5、統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，第20d時(shí)，低鐵組IL-6、IL-1β、IFN-γ、TGF-β和pBD-1、pBD-2基因表達(dá)均顯著低于對照組。時(shí)間表達(dá)規(guī)律方面，腸道免疫因子IL-6、IFN-γ、 IL-1β、TGF-β和pBD-1基因表達(dá)量隨仔豬生長而逐漸增加，這可能與仔豬免疫系統(tǒng)逐漸發(fā)育健全有關(guān)。血液單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞是防止仔豬被細(xì)菌感染的第一道防線，低鐵組和高鐵組仔豬外周血單核細(xì)胞吞噬率顯著低于對照組，中性粒細(xì)胞吞噬率呈現(xiàn)出降低的趨勢。
　　

6、本試驗(yàn)結(jié)果表明，哺乳仔豬鐵代謝異常對機(jī)體鐵含量、hepcidin基因表達(dá)、十二指腸和脾臟的FPN蛋白表達(dá)、十二指腸發(fā)育、腸道屏障功能、腸道免疫因子及外周血單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的吞噬活性等方面產(chǎn)生了影響。低鐵引起免疫系統(tǒng)發(fā)育緩慢;高鐵則引起組織器官鐵儲存量過高造成鐵中毒，進(jìn)而引起組織損傷?？傊?，鐵代謝異常減緩了哺乳仔豬腸道發(fā)育，并與仔豬免疫力低下相關(guān)。
　　試驗(yàn)二:缺鐵對斷奶仔豬hepcidin的表達(dá)和機(jī)體免疫因子的影響研究

7、　　在仔豬出生后3天，對照組肌肉注射右旋糖酐鐵60mg Fe/kg b.w.，缺鐵組注射等體積生理鹽水，從21日齡斷奶開始飼喂低鐵日糧，并每周采取血樣檢測血常規(guī)和血清生化指標(biāo)，49日齡屠宰取樣，相對于對照組，缺鐵組血液及血清生化指標(biāo)異常，血清鐵和組織鐵含量顯著降低，肝臟轉(zhuǎn)鐵蛋白含量明顯下降。Hepcidin在肝臟中表達(dá)量最高，缺鐵組肝臟hepcidin基因表達(dá)量顯著降低，十二指腸FPN基因表達(dá)量顯著升高。缺鐵組回腸IL-6、IL-1β、

8、TNF-α和IFN-γ基因表達(dá)量均顯著高于對照組，肝臟中免疫因子IL-6和IL-1β基因表達(dá)量顯著高于對照組;缺鐵引起肝臟和十二指腸組織形態(tài)結(jié)構(gòu)變化，缺鐵組肝索排列混亂，肝板界限不明顯，同時(shí)肝組織出現(xiàn)水腫變性，有空泡，細(xì)胞核懸在中央，胞漿成網(wǎng)絡(luò)狀，并呈現(xiàn)核濃縮;缺鐵組絨毛上皮細(xì)胞邊界不清晰，紋狀緣不明顯，杯狀細(xì)胞增多，腸腔有粘液，固有層嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量增多，粘膜下層組織疏松，有水腫。缺鐵極顯著地降低了十二指腸絨毛高度和絨毛高度和隱窩深度

9、的比值。缺鐵顯著提高了血清中IgG的含量，并提高了肝臟中NF-κB的磷酸化水平。
　　本試驗(yàn)結(jié)果表明，與對照組相比，缺鐵組斷奶仔豬血常規(guī)指數(shù)異常，機(jī)體鐵含量顯著降低，總鐵結(jié)合力升高，并且十二指腸絨毛形態(tài)較差，F(xiàn)PN基因和蛋白表達(dá)降低，血清IgG含量升高，機(jī)體炎癥水平明顯升高，肝臟出現(xiàn)損傷，NF-κB磷酸化水平提高，提示缺鐵組斷奶仔豬處于炎癥狀態(tài)。研究結(jié)果還表明，缺鐵抑制了肝臟中hepcidin的基因和蛋白表達(dá)，hepcidin表達(dá)

10、被抑制后，可能釋放了對機(jī)體炎癥因子的抑制作用，導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生炎癥，提示hepcidin在調(diào)控?cái)嗄套胸i鐵穩(wěn)態(tài)的同時(shí)，可能參與了機(jī)體的免疫應(yīng)答。
　　綜上所述，以哺乳仔豬為對象，通過補(bǔ)充不同劑量的鐵制劑考察了缺鐵與仔豬腸道免疫功能的關(guān)系，揭示了缺鐵能減緩哺乳仔豬腸道發(fā)育，并與仔豬免疫力低下存在相關(guān)性;通過建立斷奶仔豬缺鐵模型，考察仔豬鐵代謝的分子調(diào)控機(jī)制以及hepcidin調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥水平的功能，揭示了hepcidin能緩解缺鐵性貧血引