O-GlcNAc修饰在壳寡糖抑制生猪炎症反应及改善生猪生长性能中的作用研究

壳寡糖饲料添加剂因其无毒、无害等优势已成为抗生素替代品，被成功应用于畜禽生产中。本课题组的前期研究表明，壳寡糖不但具有抗氧化、抗炎、抗菌及增强免疫力等药理效应，亦可提高肉仔鸡日均增重，上调仔猪血生长激素及胰岛素样生长因子的水平，促进仔猪对钙、磷等微量元素的吸收。讫今，壳寡糖发挥上述生物学功能的分子机制尚不清楚。此外，文献研究表明，O-GlcNAc修饰水平的上调可保护细胞免受异源性刺激所致的炎症损伤或凋亡作用，并有效增强细胞的代谢功能状态。因此，本申请项目将通过研究壳寡糖对脂多糖（LPS）刺激的仔猪单核细胞及仔猪相关组织O-GlcNAc糖基化水平的影响，对壳寡糖抗炎、抗菌、促生长的作用机制进行初步剖析，并为壳寡糖饲料添加剂的推广应用提供技术支持及理论指导。

壳寡糖作为一种来源于海洋的新型饲料添加剂，因其在畜禽养殖中作用效果好，绿色无残留，对细菌引起的炎症反应有很好的抑制作用等优势备受畜牧业关注。O-GlcNAc糖基化修饰水平的调整可保护细胞免受异源性刺激所致的炎症损伤或凋亡作用，并有效增强细胞的代谢功能状态。而壳寡糖作为一种寡糖分子，在抗炎反应和影响O-GlcNAc修饰过程的作用机制尚不清楚。此机制的阐明将为壳寡糖饲料添加剂在更大范围内推广应用提供理论指导和技术支持。. 本项目采用脂多糖（LPS）为免疫应激源，以单核细胞、猪髋动脉细胞、内皮细胞、小鼠及仔猪为细胞和实验动物模型，研究了壳寡糖的抗炎机制。通过检测壳寡糖处理对LPS刺激所致单核细胞O-GlcNAc糖基化修饰、O-GlcNAc糖基转移酶及炎症因子IL-8/TNF-α 表达的影响，证明壳寡糖的抗炎作用及对单核细胞O-GlcNAc 糖基化修饰的诱导作用。系统的分析参与炎症反应的信号分子表达变化，壳寡糖处理不但可以抑制LPS诱导的ROS产生，还可以抑制LPS刺激的MAPK通路p38和ERK蛋白磷酸化，抑制IKK蛋白过表达，以及使蛋白酶体活性减弱，并抑制随之发生的IκB降解，导致IκB与NF-κB解离受阻，因此NF-κB的核转位现象受到抑制，证实了壳寡糖可以通过ROS-MAPK-NF-κB通路消除LPS诱导的炎症反应，并抑制单核细胞与内皮细胞的粘附。深入研究发现，壳寡糖不但可抑制LPS介导的细胞内总体和胞核内O-GlcNAc修饰的NF-κB/p65表达，还可抑制LPS引发的NF-κB/p65核转位和IL-1β、MCP-1和E-selectin的表达，推测改变NF-κB的O-GlcNAc修饰可能是壳寡糖抗炎的潜在机制。同时以小鼠代替仔猪，对炎症损伤的小鼠进行了活体组织取样，从小鼠肺组织和主动脉组织所获得的数据得到关键性证实，壳寡糖的抗炎机制和O-GlcNAc糖基化修饰关系密切。项目的实施在充分利用经费资助的情况下，进行了仔猪的养殖实验，在断奶仔猪日粮中添加200mg/kg壳寡糖产品，可以增加仔猪日增重，提高饲料转化率，减少仔猪死亡率，提高养殖户的经济收益，明确了壳寡糖促进仔猪生长的作用。在基金资助下，3名博士研究生顺利完成了毕业，共发表论文8篇，其中SCI收录6篇，中文核心期刊2篇。