壳聚糖对断奶仔猪免疫功能的影响及其调节机制的研究

摘要

本论文共分6个试验研究了壳聚糖对断奶仔猪免疫功能的影响及其免疫调节的机制。试验1～4利用体内法，采用单因子随机区组设计，将180头28日龄断奶的、体型外貌相近的、健康的（杜×大×长）三元杂交仔猪随机分为5个日粮处理组，每个处理组6个重复，每个重复（栏）6头（3栏公猪、3栏母猪）。5种试验日粮是在基础日粮中分别添加0、100、500、1000和2000 mg/kg的壳聚糖配制而成。试验期为28天，在试验期间仔猪自由采食、自由饮水。试验1研究了壳聚糖对断奶仔猪体液免疫和细胞免疫功能的影响。试验2研究了壳聚糖对断奶仔猪应激激素水平及抗氧化酶活力的影响，进而从抗应激和抗氧化的角度来探讨壳聚糖对仔猪免疫功能的影响。试验3从一氧化氮(NO)途径研究了壳聚糖对断奶仔猪免疫功能的影响及其分子机制。试验4从花生四烯酸(AA)途径研究了壳聚糖对断奶仔猪免疫功能的影响及其分子机制。试验5和6利用体外法，进一步研究不同浓度壳聚糖培养液对断奶仔猪外周血单个核细胞(PBMCs)中NO（试验5）和AA（试验6）途径相关指标的影响及其分子机制。
　　试验结果如下:
　　1.日粮中添加壳聚糖可显著提高断奶仔猪血清中免疫球蛋白G(IgG)的浓度和特异性卵清白蛋白抗体(OVA-IgG)的含量（P＜0.05）。随着壳聚糖的添加水平增加，仔猪回肠和空肠黏膜表面分泌型免疫球蛋白A(sIgA)的浓度呈现显著的一次或二次剂量增加效应(P＜0.05)。壳聚糖显著提高了断奶仔猪血清中自介素1(IL-1)、白介素2（IL-2）和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的浓度(P＜0.05)。此外，壳聚糖也可显著降低血清中可溶性CD4(sCD4)和可溶性CD8(sCD8)的浓度(P＜0.05)。这表明日粮中添加壳聚糖可显著地影响断奶仔猪体液免疫和细胞免疫功能。
　　2.壳聚糖可显著降低仔猪血清中促肾上腺皮质激素(ACTH)和皮质醇(COR)的浓度，并呈现显著的一次或二次剂量依赖关系(P＜0.05)。随着壳聚糖添加量的增加，仔猪血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活力呈现显著的一次或二次剂量增加效应(P＜0.05)。提示壳聚糖可能通过缓减仔猪断奶应激、提高仔猪抗氧化能力，进而促进断奶仔猪的免疫功能。
　　3.壳聚糖可显著提高断奶仔猪血清中NO的浓度和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的活力，也可显著提高小肠中iNOS mRNA的相对表达量，并呈现一次或二次剂量依赖关系（P＜0.05）。这表明壳聚糖可能通过提高iNOS mRNA的卡相对表达量和酶活力来提高NO的浓度进而发挥其对机体的免疫调节功能。壳聚糖的添加水平为500～1000mg/kg时，血清NO浓度、iNOS的活力及小肠中iNOS mRNA的相对表达量较高;当日粮中壳聚糖添加量提高为2000 mg/kg时，上述指标的值均呈不同程度的降低，这表明壳聚糖对其影响呈现剂量依赖效应。
　　4.日粮添加壳聚糖显著提高了断奶仔猪血清中AA、前列腺素E2(PGE2)和白三烯B4(LTB4)的浓度（P＜0.05），并显著提高了仔猪血清中胞浆型磷脂酶A2(cPLA2)、环氧合酶(COX-2)和脂氧化酶(5-LOX)的活性(P＜0.05)。此外，壳聚糖可显著提高断奶仔猪小肠中cPLA2、COX-2和5-LOX的mRNA相对表达量(P＜0.05)。这表明壳聚糖可能通过提高断奶仔猪cPLA2、COX-2和5-LOX的酶活力及其mRNA相对表达量来提高仔猪血清中AA、PGE2和LTB4的浓度，进而发挥其对断奶仔猪AA途径免疫调节功能。随着日粮中壳聚糖添加水平的升高，上述各指标的值呈现显著的二次曲线增加效应，其中以添加量为500～1000 mg/kg时效果较好，但添加到2000 mg/kg时其促进效果有降低趋势，这表明壳聚糖对其影响存在剂量依赖关系。
　　5.在培养基中添加壳聚糖可以显著提高断奶仔猪PBMCs中NO的浓度、iNOS的酶活力及其mRNA相对表达量(P＜0.05)。为了确定上述试验中NO的升高是否主要由于iNOS活性的升高所导致，本试验在培养基中添加了iNOS的特异性抑制剂1400w，结果发现，添加1400w显著抑制了NO浓度和iNOS活力，的升高（P＜0.05）。这表明壳聚糖可能是通过提高断奶仔猪PBMCs中iNOS活力及其mRNA相对表达量进而促进了PBMCs中NO的生成。另外，壳聚糖显著地抑制了由脂多糖(LPS)刺激的PBMCs中NO浓度、iNOS活力及其mRNA相对表达量的升高。这表明壳聚糖对断奶仔猪PBMCs中NO浓度、iNOS活力及其mRNA相对表达量具有双向调节功能。
　　6.随着壳聚糖添加量的增加，PBMCs培养液中cPLA2、COX-2和5-LOX的活力及AA、PGE2和LTB4浓度呈显著的二次曲线升高（P＜0.05）;PBMCs中cPLA2、COX-2和5-LOX mRNA的相对表达量与壳聚糖添加量之间也呈现显著的二次剂量增加效应（P＜0.05）。另外，当壳聚糖的添加量为80或160μg/mL时上述所有指标的值均较高，然而壳聚糖的添加量增加到320μg/mL时上述各指标的值有不同程度的降低。结果提示，壳聚糖能够调节断奶仔猪PBMCs中AA的代谢，且这种作用与壳聚糖的添加量存在剂量依赖关系，这可能是其影响断奶仔猪免疫功能的机制之一。
　　本试验结果表明，壳聚糖可以通过缓减应激和提高抗氧化功能、并从NO和AA途径调节断奶仔猪的免疫功能。综合以上试验结果初步推测，壳聚糖在断奶仔猪日粮中适宜添加水平为500～1000mg/kg。

目录

声明

论文说明

摘要

符号缩略语说明

1 引言

1．1 断奶对仔猪的影响

1．1．1 仔猪早期断奶技术

1．1．2 断奶对仔猪免疫功能的影响

1．1．3 断奶对仔猪抗应激和抗氧化功能的影响

1．1．4 断奶对仔猪其他方面的影响

1．2 壳聚糖的研究现状

1．2．1 壳聚糖的来源与结构

1．2．2 壳聚糖的理化性质

1．2．3 壳聚糖的生物学功能

1．2．4 壳聚糖对动物免疫功能的影响机制

1．3 本论文研究的目的与意义

1．4 本论文研究的总体思路

1．4．1 技术路线

1．4．2 主要研究内容

2 试验研究

2．1 壳聚糖对断奶仔猪体液免疫和细胞免疫功能的影响

2．1．1 引言

2．1．2 材料与方法

2．1．3 结果

2．1．4 讨论

2．1．5 小结

2．2 壳聚糖对断奶仔猪应激激素水平及抗氧化酶活力的影响

2．2．1 引言

2．2．2 材料与方法

2．2．3 结果

2．2．4 讨论

2．2．5 小结

2．3 壳聚糖对断奶仔猪一氧化氮免疫调节途径相关指标的影响及其分子机制

2．3．1 引言

2．3．2 材料与方法

2．3．3 结果

2．3．4 讨论

2．3．5 小结

2．4 壳聚糖对断奶仔猪花生四烯酸免疫调节途径相关指标的影响及其分子机制

2．4．1 引言

2．4．2 材料与方法

2．4．3 结果

2．4．4 讨论

2．4．5 小结

2．5 壳聚糖对断奶仔猪外周血单个核细胞中一氧化氮免疫调节途径相关指标的影响及其分子机制

2．5．1 引言

2．5．2 材料与方法

2．5．3 结果

2．5．4 讨论

2．5．5 小结

2．6 壳聚糖对断奶仔猪外周血单个核细胞中花生四烯酸免疫调节途径相关指标的影响及其分子机制

2．6．1 引言

2．6．2 材料与方法

2．6．3 结果

2．6．4 讨论

2．6．5 小结

3 总体讨论与结论

3．1 论文总体讨论

3．1．1 壳聚糖对断奶仔猪免疫功能的影响

3．1．2 壳聚糖对断奶仔猪免疫功能调节的机制

3．2 论文总体结论

3．3 本研究的创新之处

3．4 下一步拟研究的内容

致谢

参考文献

作者简介