基于线粒体稳态的牛磺酸对蛋鸡脂肪肝综合征预防作用研究

Fatty Liver Syndrome (FLS) is one of the nutritional metabolic disease that severely affects the economic benefits in the intensive cultivation of laying hens. Previous studies found that fat metabolism disorder is the major pathogenesis of FLS, while recent reports found that the disruption of mitochondrial homeostasis is the primary reason of lipid metabolism abnormality. Our previous studies found that taurine can regulate fat metabolism in the liver, protect mitochondria and prevent fatty liver disease, but the exact mechanism remains unclear. In the present research, FLS disease models were established in vitro, combined by the steatosis and oxidative stress injured hepatic cells in vivo, ELISA, RT-PCR and western-blot were used to verify the preventive effects of taurine on FLS by detecting the hepatic pathological changes, lipid metabolism, antioxidant capacity and production performance. In addition, the mechanism of taurine on the prevention of FLS from the basis of mitochondrial homeostasis is elucidated by detecting the mitochondrial morphology, function, mitochondrial dynamics, mitophagy, biosynthesis and the related signal pathways. Finally, theoretical foundation could be provided to prevent FLS using taurine.

蛋鸡脂肪肝综合征（FLS）是现代集约化生产中严重影响养殖效益的营养代谢病之一。以往研究认为FLS是由于肝脏脂肪代谢紊乱导致，但近年来研究发现线粒体稳态失衡是肝脏脂肪代谢紊乱的主要原因。课题组前期研究证明牛磺酸可调控肝脏脂肪代谢，保护线粒体结构及功能，预防脂肪肝的发生，但其确切机制尚不清楚。本项目拟在前期研究基础上通过FLS蛋鸡模型体内试验，同时结合原代蛋鸡肝细胞脂肪变性及氧化应激损伤模型体外试验，采用ELISA、RT-PCR及western-blot等方法检测牛磺酸对FLS蛋鸡肝脏病理变化、脂肪代谢、抗氧化能力、生产性能的影响，明确牛磺酸对蛋鸡FLS的预防作用；并检测牛磺酸对肝脏线粒体结构、功能、动力学、自噬、生物合成及相关信号通路的作用，从维持线粒体稳态角度阐明牛磺酸预防蛋鸡FLS的作用机制，为蛋鸡生产中应用牛磺酸预防FLS提供理论依据。

蛋鸡脂肪肝出血综合征（FLHS）是由于产蛋高峰期蛋鸡体内脂肪代谢紊乱，肝脏脂肪过度沉积，引起肝细胞脂肪变性、出血坏死，造成群体产蛋率下降，甚至死亡的一种常见的营养代谢病，严重影响蛋鸡养殖业的经济效益。牛磺酸是机体内一种游离氨基酸，具有广泛的生物学作用，是一种安全有效的“多功能营养素”。课题组前期研究发现，牛磺酸可调控大鼠肝脏脂肪代谢，预防脂肪肝的发生，但确切机制尚不明确。本项目在前期研究基础上通过在培养基中添加油酸（OA）和棕榈酸（PA），体外诱导肝细胞脂肪变性模型，同时采用高能低蛋白饲料构建蛋鸡FLHS模型，试验期间定期检测蛋鸡生产性能及蛋品质；制作石蜡切片，HE染色及油红O染色，观察肝细胞脂肪变性情况；采用电子显微镜观察线粒体自噬以及损伤情况；收集培养基、肝细胞、血液及肝脏，检测肝脏转氨酶活性，脂质代谢相关指标，测定肝脏抗氧化能力；分离肝细胞及肝脏线粒体，检测线粒体膜电位以及线粒体功能标志酶活性；提取肝细胞及蛋鸡肝脏总RNA、总蛋白，qRT-PCR和Western-blot检测线粒体融合分裂、生物合成、自噬相关因子及通路mRNA及蛋白的表达。. 结果表明牛磺酸可显著提高FLHS蛋鸡的产蛋率、降低料蛋比、改善蛋品质；并能显著抑制脂肪变性肝细胞以及FLHS蛋鸡肝脏的脂肪变性情况，减少脂质沉积，维持线粒体结构及功能的正常，提高肝脏抗氧化酶活性，减少脂质过氧化物的生成。并且能调控线粒体融合分裂、生物合成及自噬相关因子及关键通路相关因子mRNA及蛋白的表达水平。以上结果说明牛磺酸能够通过提高肝脏抗氧化能力，减少氧化应激对肝脏的损伤，并通过维持线粒体融合、分裂、自噬及生物合成的稳态，进而维持线粒体正常的结构及功能，从而维持肝脏脂质代谢的正常，减少肝脏脂肪沉积，抑制FLHS的发生，并提高FLHS蛋鸡的生产性能及蛋品质。