NRF2/ARE信号通路在仔猪肠道抗氧化应激中的作用及营养调控

Oxidative stress is the key factor in the origin and development of intestinal damage and NRF2/ARE signaling pathway plays an important role in the antioxidant reduction. Flavonoids have demonstrated to have antioxidant properties. Therefore, the project is conduct to analyze the effect of stress on NRF2/ARE signal pathway using oxidative stress model induced by Diquat and natural weaning stress model in piglets; study the role of NRF2/ARE signaling pathway in anti-oxidative effect of enterocyte by determing the cell proliferation and apoptosis, oxidative stress index, and the expression of downstream gene after over-expression or RNA interference of NRF2; study the effects of Eucommia ulmoides and puerarin flavones on the intestinal morphology, mucosal cell proliferation and barrier function, antioxidant index and NRF2/ARE signaling pathway. The results will reveal the regulatory mechanisms of the repair of oxidative damage in the intestine of piglets, providing a means of preventing oxidative damage and inhibiting the occurrence of weanling stress and offering the theoretical foundation for development and utilization of the Eucommia ulmoides and puerarin. And also provides the important reference for the study of human intestinal diseases.

氧化应激是仔猪肠道损伤发生和发展过程中的关键因素，NRF2/ARE信号通路在机体抗氧化还原方面起着极其重要的作用，黄酮类具有抗氧作用。因此，本项目拟利用Diquat诱导的氧化应激和自然断奶应激模型，分析应激诱导仔猪肠道NRF2/ARE信号通路表达变化；过表达或RNA干扰NRF2，分析肠上皮细胞增殖凋亡、氧化应激指标以及NRF2/ARE下游抗氧化基因表达，探讨NRF2/ARE通路在仔猪肠上皮细胞氧化应激反应中的作用；研究杜仲黄酮和葛根素对仔猪肠道形态结构、肠黏膜细胞增殖和屏障功能、肠道组织抗氧化指标以及NRF2/ARE信号通路相关蛋白表达的影响。以期阐明仔猪肠道氧化损伤修复的调控机制，为缓解仔猪肠道氧化应激提供营养调控手段，为杜仲和葛在猪生产中的开发利用提供理论依据，同时为人类肠道疾病研究提供重要参考。

根据任务书要求，利用Diquat诱导的氧化应激模型，研究了杜仲黄酮（EUF）和葛根素（PUE）对仔猪肠道形态结构、肠黏膜细胞增殖和屏障功能、肠道组织抗氧化指标以及NRF2/ARE信号通路相关蛋白表达的影响，发现EUF和PUE能改善Diquat诱导仔猪的肠道形态和屏障功能，提高血清和小肠黏膜抗氧化水平，提高Nrf2及其下游酶（HO-1、GCLc、GCLm），提示激活了Nrf2信号通路；利用NRF2特异性抑制剂ML385抑制NRF2/ARE通路，分析肠上皮细胞增殖凋亡、氧化应激指标以及NRF2/ARE下游抗氧化基因表达，发现细胞增殖能力降低、细胞毒性增加；细胞内GSSG/GSH比例提高；细胞核Nrf2和Keap1的蛋白表达显著降低。研究结果揭示了Nrf2信号通路在EUF和PUE调控仔猪肠道氧化应激中发挥重要作用，为缓解仔猪肠道氧化应激提供营养调控手段，为杜仲和葛在猪生产中的开发利用提供了理论依据。项目标注发表论文12篇（其中SCI收录论文10篇），国际会议报告1个。项目培养博士研究生1名，硕士研究生2名，项目负责人晋升为副高。开发了杜仲黄酮和葛根素在仔猪饲料中的替抗技术，具有良好的应用前景，目前杜仲黄酮已作为替抗添加剂应用于断奶仔猪日粮中。