钴60γ射线辐照修饰黄芪多糖及其对肉仔鸡免疫调节活性构效关系研究

Astragalus polysaccharide (APS) has been proven to possess immunomodulating activities in poultry. However, the additional proportion of APS in chicken feed is usually 500～3000 mg/kg for achieving better immunological enhancement effect, which elevates the feed cost, and limits the widespread usage of APS in poultry industry. Irradiation modification has been proposed as a possible effective means of changing the polymerization and crosslinking status of polysaccharides, and producing low molecular polysaccharides, resulting in improved immunomodulating activities of new polysaccharide. The aim of this project is to obtain irradiation astragalus polysaccharide (IAPS) with high immunomodulation activity through 60Co γ-ray exposure. The structural changes will be analysised by using gel permeation chromatography, Fourier transform infrared spectroscopy, ultraviolet spectrum, Raman spectroscopy, scanning electron microscope and nuclear magnetic resonance spectroscopy. The immunomodulating effects of IAPS and APS will be compared in jejunum epithelial cell and peripheral blood mononuclear cell in vitro. Then, IAPS with the highest immunomodulating activity will be used in immunosuppressive chicken mode in vivo through cyclophosphamide injection. We further unearth the possible structure-immunomodulating activity relationships of IAPS. The results will provide a new approach and important theoretical basis for developing effective safety immunomodulators in poultry industry.

黄芪多糖（APS）具有免疫调节活性，但其在饲料中的添加量通常需达到500-3000 mg/kg才能显著提高肉鸡的免疫机能，因添加量大、成本高而限制其在肉鸡养殖中的广泛应用。有研究报道，辐照修饰能够改变多糖的聚合和交联状态，产生低分子量多糖产物，提高多糖的免疫调节活性。因此，本项目以获得高免疫调节活性的辐照修饰黄芪多糖（IAPS）为目标，拟采用不同剂量的钴60γ射线对APS进行辐照修饰，得到不同的修饰产物，通过凝胶渗透色谱、红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱、扫描电镜和核磁共振等技术分析比较辐照前后APS的结构差异，探明其分子结构变化；通过体外细胞试验筛选出高免疫调节活性的IAPS用于肉鸡试验，建立肉仔鸡免疫抑制模型研究IAPS的体内免疫调节作用，并揭示其结构变化与免疫调节活性的构效关系。研究结果可为我国肉鸡养殖业研发安全高效的免疫增强剂提供新思路和理论依据。

黄芪多糖（APS）是中药黄芪的重要组成成分，具有增强免疫、抗病毒、抗氧化等功效。作为一种生物大分子物质，其生物学活性与其结构和理化性质有着密不可分的关系，如分子量，糖苷键类型，水溶解度等。有研究表明，γ射线辐照能够通过改善多糖的结构和理化性质来提高其生物学活性，因此，本项目以获得高免疫调节活性的辐照修饰黄芪多糖（IAPS）为目标，拟采用不同剂量的60Coγ射线对APS进行辐照修饰，得到不同的修饰产物，通过凝胶渗透色谱、红外光谱、紫外光谱、扫描电镜等技术分析比较辐照前后APS的结构差异，探明其分子结构变化；通过体外细胞试验筛选出高免疫调节活性的IAPS用于肉鸡试验，建立肉仔鸡免疫抑制模型研究IAPS的体内免疫调节作用。结果显示：（1）γ射线辐照能够降低黄芪多糖的分子量和黏度，提高水溶解度和结晶温度，且表现出剂量依赖性。在 150 kGy 辐照剂量下，IAPS 的结晶热焓值（ΔHc）和溶解热焓值（ΔHm）分别下降。大剂量（>50 kGy）的辐照后多糖黄度值升高，而对其官能团没有影响，且这些变化都具有剂量依赖性；（2）与APS相比，IAPS可以提高 CaCO2 细胞的 NO的产量，上调促炎症因子（TNF-α，IL-1β 和 IL-8）mRNA 表达量和TLR4 mRNA 表达水平，并改善对紧密连接蛋白的保护作用，同时它还可以提高肉仔鸡外周血淋巴细胞中 NO 产量和细胞因子（TNF-α，IL-1β 和 IL-6）mRNA 表达，并且在辐照剂量为 25kGy 时表现出最高的免疫活性；（3）在体内试验中，日粮添加900 mg/kg的APS和900、600 mg/kg的IAPS提高了免疫抑制肉仔鸡的生长性能和机体免疫功能，缓解环磷酰胺对肉仔鸡肠道粘膜的损伤并提高小肠粘膜免疫免疫力，且在同等剂量下，IAPS的效果优于APS。研究结果可为我国肉鸡养殖业研发安全高效的免疫增强剂提供新思路和理论依据。