肉牛热应激研究进展

为了解肉牛热应激研究进展,以"肉牛"、"生产性能"、"生化指标"、"分子调控机制"、"热应激防控"等为关键词,检索、总结和归纳了2008—2018年来肉牛热应激相关文献资料。研究发现:一方面,热应激可降低肉牛的生产性能、繁殖性能、免疫功能及抗氧化功能;激活肉牛交感-肾上腺髓质轴(SAM),下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPT)及下丘脑-垂体-甲状腺轴(HPA);另一方面,热应激条件下肉牛可通过血液中miRNAs调控靶基因表达进而参与机体抗热应激反应。但在肉牛耐热基因筛选方面及热应激条件下肉牛营养标准的研究尚少,今后研究应根据不同程度热应激进而制定热应激条件下肉牛营养标准,在筛选肉牛耐热基因方面进行深入研究。     

热应激对中国荷斯坦牛乳腺组织基因表达及信号通路的影响

夏季奶牛热应激问题给奶业生产造成了巨大的经济损失。为揭示奶牛发生热应激后乳腺组织应答反应的分子机制,通过研究热应激奶牛乳腺组织差异表达基因,探究差异基因对乳腺组织转录调控的影响。以8头中国荷斯坦牛为研究对象,分别采集热应激期(8月,温湿指数THI=83.8)和非热应激期(3月,THI=65.8)各4头奶牛乳腺组织,利用HiSeq2000进行转录组测序,并进行生物信息学分析,共发现96个差异表达基因(差异倍数>2),其中上调表达46个,下调表达50个。GO分类结果表明,注释到细胞组分、分子功能和生物学过程的差异基因数量分别为41、38和36个(P<0.05)。KEGG通路分析结果表明,差异基因共富集到18条信号通路(P<0.05),其中6条与疾病有关,9条与代谢有关,此外,与免疫应答相关的细胞因子-细胞因子受体相互作用和NOD样受体信号通路明显富集。通过比较热应激和非热应激奶牛乳腺组织转录组,分析差异基因相关信号通路,为进一步了解奶牛发生热应激反应的分子机制奠定基础。     

热应激对奶牛泌乳性能的影响及其机制

随着温室效应加剧,奶牛热应激问题日益凸显,对乳业造成巨大经济损失。热应激是一复杂的生理应答过程,奶牛在温热环境下表现为呼吸和心率加快,直肠温度升高,采食量下降,对其内分泌系统和免疫系统造成负面影响,严重降低奶牛泌乳性能。目前关于奶牛热应激的报道多集中于生产试验,特别是饲喂功能性饲料添加剂对应激的缓解作用,但其具体作用机制尚不清晰。文章介绍了热应激对国内外不同地区奶牛产奶量和乳品质的广泛影响,并从能量代谢、内分泌、氧化应激、细胞凋亡和自噬等方面综述了热应激对奶牛泌乳性能的影响机制。能量代谢方面,从奶牛采食量减少、脂质分解和能量代谢紊乱等内在分子学机理角度解释了奶牛在热应激下处于能量负平衡状态的原因;内分泌方面,介绍了热应激对奶牛下丘脑-垂体-肾上腺轴/甲状腺轴/性腺轴/生长轴的调控,分析了激素变化对机体的影响及其作用机制;氧化应激方面,重点阐述了热应激通过影响机体内ROS水平从而产生氧化应激的分子机制及激活的相关防御信号通路;细胞凋亡和自噬方面,介绍了高温胁迫引起奶牛乳腺上皮细胞损伤,细胞凋亡相关基因表达引发的内源性和外源性细胞凋亡,而过度自噬引发的细胞损伤也对乳腺泌乳起负面调控作用。笔者指出,在可预见的未来,热应激将是奶牛养殖业面临的最大难题,应建立可控的奶牛热应激模型运用于生产实践研究,并加强奶牛乳腺上皮细胞水平的基础研究,结合高通量数据分析技术,系统揭示热应激的发病机制,为缓解热应激提供全面的理论依据。     

热应激通过钙信号调控湖羊卵巢颗粒细胞凋亡和雌激素合成

热应激严重影响动物的繁殖性能,但热应激是如何通过调控绵羊卵巢颗粒细胞功能进而调控绵羊繁殖的相关研究较少。本研究以湖羊卵巢颗粒细胞为研究对象,利用Real-time PCR、流式细胞技术、Western blot、ELISA等方法探讨热应激对湖羊卵巢颗粒细胞钙信号通路、细胞凋亡和雌激素合成的影响。结果表明,热应激后,湖羊卵巢颗粒细胞中钙离子浓度显著上升(P<0.05),钙离子信号通路中相关基因CACNA1B、CACNA1C、RYR1、CAMK2表达量显著升高,线粒体分裂蛋白FIS1表达量显著上升,促凋亡蛋白家族代表基因BAX和抗凋亡蛋白代表基因BCL2 mRNA表达量比值(BAX/BCL2)显著上升,细胞凋亡率增加;雌二醇合成关键酶CYP19A1表达量显著下调,雌二醇含量显著下降(P<0.05)。热应激卵巢颗粒细胞中加入钙离子螯合剂(BAPTA-AM)明显降低钙离子浓度,同时减少细胞凋亡,缓解热应激造成的卵巢颗粒细胞雌二醇含量下调。综上表明,热应激打开了湖羊卵巢颗粒细胞膜电压门控钙离子通道和内质网膜上钙离子释放通道,导致细胞质中钙离子浓度上升,促进卵巢颗粒细胞凋亡,引起雌二醇...     

高热应激模型下CLA对蛋鸡免疫功能的影响Ⅱ.细胞因子、激素水平、抗氧化能力的变化

选用25周龄的海兰(褐)蛋鸡120只,随机等分为试验、对照2组,分置于2个人工气候室内二层阶梯式单笼饲养,设定热应激模型为22℃5 d(预试期)→30℃5 d→32℃5 d→35℃5 d→22℃5 d(恢复期),试验组为基础日粮+2 g/kg共轭亚油酸(CLA),对照组为基础日粮,进行为期25 d的CLA对高热应激蛋鸡细胞因子、激素水平和抗氧化能力的影响试验。结果表明,在30℃119 h,32℃119 h,35℃119 h,22℃119 h(恢复)时,试验组与CK组相比,其可明显抑制血清IL-1β、IL-6、TNFα-、皮质醇、前列腺素E2和M DA的分泌(P<0.01),促进血清甲状腺素T3,T4的合成,增强机体总抗氧化能力(P<0.01),从而减缓因高温环境导致的蛋鸡免疫水平下降,降低了蛋鸡的热应激负效应。     

EGCG对急性热应激肉鸡抗氧化能力的影响

为研究表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)对急性热应激肉鸡血清及器官抗氧化能力的影响,选取144羽10日龄淮南麻黄公鸡,随机分为3组:对照组(Ⅰ组)、急性热应激组(Ⅱ组)和急性热应激+EGCG组(Ⅲ组),每组6个重复,每个重复8羽。Ⅰ组和Ⅱ组饲喂基础饲粮,Ⅲ组饲喂在基础饲粮中添加400mg/kg EGCG的试验饲粮。至94日龄时,Ⅰ组环境温度维持为(22±1)℃,Ⅱ组和Ⅲ组升温至(33±1)℃,持续12h后,采集血清、脾脏、肝脏及空肠,用比色法检测抗氧化指标,并用实时荧光定量(qRT-PCR)法检测肝脏核因子E2相关因子2(Nrf2)信号通路相关基因表达水平。结果表明:1)与Ⅰ组相比,Ⅱ组肉鸡脾脏指数,血清和脾脏中总超氧化物歧化酶(T-SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,肝脏中T-SOD和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及Nrf2、NAD(P)H醌氧化还原酶1(NQO1)、CAT、GSH-Px mRNA表达量显著降低(P0.05),而空肠中丙二醛(MDA)含量,肝脏中MDA和蛋白羰基(PC)含量及Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)mRNA表达量显著升高(P0.05);2)与Ⅱ组相比,Ⅲ组肉鸡脾脏中CAT活性,肝脏中GSH-Px活性及CAT mRNA表达量显著升高(P0.05),而空肠和肝脏中MDA含量显著降低(P0.05)。综上,饲粮中添加EGCG可提高急性热应激肉鸡的抗氧化能力,进而缓解急性热应激导致的氧化损伤,其机制可能与EGCG激活Nrf2信号通路关键抗氧化基因表达有关,为EGCG应用于肉鸡生产奠定了理论基础。     

热应激对肝脏中Keap1-Nrf2信号通路及下游基因表达的影响

[目的]本试验旨在探讨热应激对泌乳期奶牛肝脏及抗氧化应激信号通路Keap1-Nrf2-ARE基因表达的影响。[方法]6头泌乳期荷斯坦奶牛饲养于南京地区夏季炎热季节,试验从6至8月持续5周,在第1周(平均气温26℃)和最后1周(平均气温32℃)采集颈静脉血液和肝脏组织样品。检测血液中相关生化指标和皮质醇及肝脏组织中MDA等的含量,并检测奶牛肝脏HSP70、Keap1-Nrf2通路及其下游HO1、GCLM、NQO1、GCLC等基因的表达。[结果]与常温时相比,热应激奶牛血液中皮质醇含量和AKP活性极显著升高(P0.01);奶牛肝脏组织中MDA含量显著升高(P0.05),CAT、SOD和GSH-Px活性有所升高;肝脏组织中HSP70基因表达极显著升高(P0.01),Keap1和Nrf2基因表达显著升高(P0.05),其下游4个基因中,HO1和NQO1表达显著提高(P0.05),GCLM和GCLC表达有升高趋势(P0.05)。[结论]高温致泌乳奶牛肝脏处于应激状态,肝脏中Keap1-Nrf2-ARE信号通路介导的Ⅱ相解毒酶[谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚单位(GCLC)、醌氧化还原酶1(NQO1)、谷氨酸-半胱氨酸连接酶修饰亚基(GCLM)]和抗氧化基因的转录通路被激活,提示Nrf2通路在抗热应激过程中可能发挥着重要作用。     

德昂酸茶水提物对小鼠RAW264.7巨噬细胞抗炎作用的研究

【目的】探究德昂酸茶水提物对小鼠RAW264.7巨噬细胞的抗炎作用与机制。【方法】以脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)和干扰素-γ (interferon-gamma,IFN-γ)诱导的小鼠RAW264.7巨噬细胞为炎症模型，采用Griess试剂盒检测一氧化氮(nitric oxide,NO)含量，采用实时荧光定量PCR分析炎症基因诱导型一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase,INOS)、环氧合酶2 (cyclooxygenase 2,COX2)、白细胞介素-1β (interleukin-1β,IL1β)、白细胞介素-6 (interleukin-6,IL6)和核转录因子-κB (nuclear factor-κB,NF-κB)信号通路关键基因的mRNA表达水平，采用蛋白质免疫印迹检测NF-κB信号通路活化水平。【结果】与LPS/IFN-γ诱导炎症组相比，德昂酸茶水提物可显著降低NO含量以及INOS、COX2、IL1β和IL6的mRNA表达水平(P<0.05)，显著增加NF-κB信号通路负调控因子NFKBIA和TNF...     

缢蛏IGFALS基因的表达特征及IGF系统对生长的调控作用

类胰岛素生长因子(insulin-like growth factor,IGF)信号通路在机体的发育、繁殖以及生长等过程中起着重要的调控作用.类胰岛素生长因子酸不稳定亚基(IGF acid-labile subunit,IGFALS)是IGF系统中的重要一员,可通过延长IGF的半衰期参与IGF信号通路的调控.本研究首次...     

营养调控肉仔鸡热应激的研究进展

热应激给我国的肉仔鸡养殖造成了较大的经济损失，因此，养殖行业迫切需要寻找更多有效且实用的技术手段应对肉仔鸡在高温环境下出现的应激反应。营养调控能通过提高肉仔鸡的抗氧化能力、保持肠道内环境的稳定性、提高免疫性能等方式，减少热应激给肉仔鸡生长和健康造成的不良影响。文章从营养水平、营养性添加剂和非营养性添加剂三个角度对营养调控肉仔鸡热应激的进行了综述，为采用营养手段减轻肉仔鸡热应激的负面影响提供更多科学参考。     

烟酰胺对热应激奶牛血液中激素、抗氧化能力及免疫功能的影响

为研究饲粮中添加烟酰胺对热应激奶牛血液中激素水平、抗氧化能力和免疫功能的影响,采用完全随机区组试验设计,根据产奶量、泌乳时间、胎次将20头健康的泌乳早期荷斯坦奶牛随机分为对照组和烟酰胺处理组。对照组饲喂基础日粮,烟酰胺处理组饲喂基础日粮+8g/d烟酰胺,试验期10周。结果表明:1)日粮中添加烟酰胺能显著提高(P0.05)热应激奶牛血清中胰岛素(0.34vs 0.37ng/mL)、皮质醇(49.86vs 71.94ng/mL)和瘦素(2.25vs 2.74ng/mL)的含量,有提高甲状腺素、热休克蛋白70含量的趋势(P≤0.1),而对血清中生长激素、催乳素和神经肽Y等的含量没有显著影响(P0.05);2)日粮中添加烟酰胺有提高热应激奶牛血清中超氧化物歧化酶活性的趋势(P=0.07),但对血清中谷胱甘肽过氧化物酶活性、总抗氧化能力和丙二醛的含量无显著影响;3)日粮中添加烟酰胺显著提高了(P0.05)血清中免疫球蛋白A(160.38vs 238.83μg/mL)和免疫球蛋白G(21.54vs34.90mg/mL)及白细胞介素-4(77.19vs 91.23pg/mL)和白细胞介素-6(97.79vs 138.81pg/mL)的含量,对CD4+/CD8+的比值有增加的趋势(P=0.10),但是对肿瘤坏死因子-α、淋巴细胞数量的含量、CD4+和CD8+的含量等无显著影响(P0.05)。因此,补饲8g/d烟酰胺有助于缓解热应激奶牛机体代谢紊乱、提高抗氧化能力和改善奶牛的免疫机能。     

植物OST1基因功能研究进展

植物在生长过程中会遭受各种逆境胁迫,环境胁迫会引起植物体内一系列的信号反应,其中脱落酸(ABA)信号途径是一条重要的胁迫应答途径。作为ABA信号通路中的蛋白质激酶之一,气孔开放因子1(Stomatal opening factor 1,OST1)在植物逆境应答反应中扮演重要角色。因此,研究OST1基因在植物逆境应答中的功能有助于阐述植物耐逆分子机制。从OST1的相互作用因子及其在信号通路中的调控作用等方面进行阐述,对其介导的逆境应答机制进行了系统总结。     

褪黑素主动免疫和不同光照条件对鹌鹑白细胞介素-2分泌的影响

本实验采用褪黑素(MLT)完全抗原主动免疫和不同光照条件下饲养鹌鹑50只，研究了MLT参与神经-内分泌-免疫网络调控时对IL-2水平的影响。通过放射免疫检测技术(RIA)，测定血清中IL-2的含量。结果表明：主动免疫后由于中和了体内的MLT而使IL-2水平明显下降，随着光照时间的延长，由于MLT的分泌受到限制而使IL-2水平也显著下降。从而说明鹌鹑体内一定剂量的MLT可促进机体免疫因子IL-2的分泌。     

干扰素调节因子1的研究进展

干扰素(interferon)是-类多功能细胞因子,是由哺乳动物体细胞合成与分泌的潜在的生物活性蛋白质,具有抵抗病毒感染、调节机体免疫功能的作用.干扰素的产生受干扰素调节因子(interferon regulatory factor,IRF)的调控.干扰素调节因子1(IRF-1)是IRF家族中最早被发现的因子,在分子水平上研究最广泛.IRF-1是-种核转录因子,具有广泛的生物学功能,它调节干扰素系统,抑制细胞生长,抑制肿瘤形成.就IRF-1的结构、功能及相关机制进行了综述,为以后研究提供参考.     

热应激状态下不同品种肉牛免疫功能和抗氧化功能的比较研究

为探究热应激对内蒙古草原不同品种放牧肉牛免疫功能和抗氧化功能的影响,利用酶联免疫法对处于热应激状态下的不同品种放牧肉牛进行了血清免疫指标和抗氧化指标的测定。结果表明:在热应激状态,蒙古牛的白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-4(IL-4)、超氧化物歧化酶(SOD)及总抗氧化能力(T-AOC)含量显著高于西门塔尔牛和安格斯牛(P0.05),而西门塔尔牛和安格斯牛之间的差异不显著(P0.05);蒙古牛的丙二醛(MDA)含量显著低于西门塔尔牛和安格斯牛(P0.05);安格斯牛和西门塔尔牛的免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白M(IgM)含量有高于蒙古牛的趋势,但差异不显著(P0.05),以上试验牛之间免疫球蛋白G(IgG)含量无显著差异(P0.05)。综上,在热应激状态下,蒙古牛的免疫功能和抗氧化功能较强,耐热应激能力强于西门塔尔牛和安格斯牛。     

昆虫生长阻滞肽研究进展

在长期进化中，细胞因子在昆虫的环境适应、生长发育和免疫防御中发挥重要作用。昆虫生长阻滞肽(Growth-blocking peptide, GBP)是一种最初在黏虫(Pseudaletia separata)中发现的细胞因子，能够延缓幼虫化蛹。近年来研究结果陆续证实GBP是一种双重生长调节因子，通过影响胰岛素信号通路以调节昆虫生长发育，调控昆虫的免疫和应激反应，平衡体液免疫和细胞免疫。本文简要综述GBP参与调控昆虫免疫、生长与发育的功能，并对未来相关的研究方向和应用进行了展望，有助于了解GBP的生理功能及昆虫维持机体内稳态的分子机制。     

抗应激中药冲剂对猪肝脏热应激蛋白70表达的影响

研究抗应激中药冲剂对高温应激下猪肝脏组织热应激蛋白70(Hsp70)表达的调控效果。选取64头3月龄中国实验用小型猪,随机分为常温对照组、高温应激组、方Ⅰ、Ⅱ组,于高温第1,3,6,10天动态取样后,分别采用免疫组织化学和ELISA法测定肝中Hsp70的蛋白表达定位定量变化。结果表明,高温应激后,猪肝脏组织细胞阳性率显著增加(P<0.05),方Ⅰ、方Ⅱ组肝脏细胞阳性率显著高于常温组(P<0.05)但低于高温组(P<0.05);ELISA方法结果显示高温组、方Ⅰ、方Ⅱ组肝脏组织Hsp70含量显著增加(P<0.05),方Ⅱ组Hsp70含量在第3,6天比高温组显著增加(P<0.05)。因此,中药抗应激冲剂可通过增加肝脏Hsp70蛋白含量水平来提高机体细胞热耐受,达到保护作用,且方Ⅱ组效果优于方Ⅰ组。     

生物钟在蛋鸡排卵-产蛋过程中的调控作用

生物体内源性的昼夜节律使其能够预测周边环境周期性的变化,使机体的内在代谢和周边环境保持一致。在禽类卵泡的成熟、排卵和蛋的形成过程中,不同生理进程在时间上的吻合显示了机体自身以及机体与环境之间的协调统一。动物对营养物质的摄入、内分泌激素的生成、能量代谢等一系列的行为和生理过程都有生物钟参与调控。文章从光照和营养两种因素入手,综述了生物钟在神经内分泌、能量摄入和能量代谢中的调控作用,揭示了蛋鸡的排卵和产蛋机制。1.光信号通过调控生物钟影响下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴),从而调控机体的繁殖活动。在光信号刺激下,位于禽类视交叉上核(SCN)和松果体的中枢生物钟作用于下丘脑,使下丘脑定时性释放促性腺激素释放激素(Gn RH)和促性腺激素抑制激素(Gn IH),Gn RH和Gn IH继而作用于垂体调节释放促性腺激素-促黄体生成素(LH)和促卵泡激素(FSH),卵巢中存在的外周生物钟接受中枢的同步化信号来维持生物节律,促使禽类的卵泡成熟和定时排卵;2.除了受到HPG的神经内分泌调控之外,蛋鸡的排卵-产蛋过程还受到机体能量代谢的影响。中枢和外周的生物钟基因能够调控食欲调节系统,从而影响能量摄入;生物钟能够通过调控代谢过程中重要限速酶的表达、整合核受体和营养信号蛋白、调节代谢感受器和代谢物、影响肠道微生物等途径来调节能量代谢,影响卵黄前体物质的合成、转运和沉积;禽类松果体分泌的褪黑素可通过介导降钙素、甲状旁腺素(PTH)及雌激素分泌,节律性地调节体内钙代谢,影响蛋壳的形成。能量摄入的时间和行为、机体能量代谢和能量状态也可以通过腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)等一些与食欲调控和能量代谢相关的细胞因子反过来调控生物钟。营养-生物钟-能量代谢三者之间相互作用,使生物体适应环境的能力增强,能量利用达到最优。因此,通过调整进食时间和食物组分(如饲料能量水平和钙水平),能够改变能量代谢从而调节生物钟的功能。将环境(光照管理)和营养(饲喂时间、饲料配方)综合研究并加以运用,使机体生物钟成为连接外部环境信号和内部能量代谢的纽带,既能响应外界环境刺激,又能同时调控机体能量代谢进程,从而使各项生理功能得到更好地发挥,这将为蛋鸡的产蛋调控机制研究提供新的视角。     

孕酮对绵羊输卵管上皮细胞β-防御素-1 mRNA表达的影响

旨在研究孕酮(P4)对绵羊输卵管上皮细胞内β-防御素-1( SBD-1) mRNA基因表达的影响及可能参与的信号通路,利用10^-8 mol/L P4培养绵羊输卵管上皮细胞2 h、6 h、12 h、24 h、48 h,利用RT-qPCR技术检测 SBD-1 mRNA的表达变化,选取P4诱导 SBD-1 mRNA表达的最佳时间。分别添加P4核受体阻断剂RU-486、蛋白激酶C (PKC)阻断剂H-7、蛋白激酶A (PKA)阻断剂H-89干预绵羊输卵管上皮细胞1h,再使用P4处理细胞。结果显示,用10^-8mol/L P4诱导绵羊输卵管上皮细胞6 h, SBD-1 mRNA表达显著升高;添加RU-486和H-89显著抑制P4诱导的 SBD-1 mRNA的表达;添加H-7后 SBD-1 mRNA的表达量无显著性差异。以上结果表明,P4诱导的绵羊输卵管上皮细胞中 SBD-1 mRNA的表达通过孕酮核受体(PR)和PKA信号通路介导,与PKC信号通路激活无关。     

缺氧诱导因子和促红细胞生成素及其受体基因在绵羊各组织中表达量

【目的】研究缺氧诱导因子(HIF)及其下游靶基因促红细胞生成素(EPO)及其受体(EPOR)在绵羊正常生理状况下各组织的表达,为靶向调控或缓解绵羊缺氧应激的研究提供组织学依据。【方法】采用实时荧光定量PCR方法,检测4只新疆细毛羊14种组织中HIF、EPO和EPOR基因的相对表达量。【结果】HIF-1α和HIF-2α基因均在绵羊肺组织的相对表达量最高,且极显著高于其它组织(P<0.01);在肺脏HIF-2α基因的表达量约为HIF-1α表达量的5.2倍。EPO基因在绵羊肾脏的相对表达量最高且显著高于垂体、结肠、脾脏、盲肠、肝脏、肾上腺、瘤胃、下丘脑以及心脏(P<0.05)。EPOR基因在肺脏的表达量最高,肺脏和睾丸的相对表达量显著高于脾脏、下丘脑、肾脏、心脏等组织(P<0.05)。【结论】HIF-1α、HIF-2α和EPO及其受体基因在绵羊的肺部或肾脏的高表达,可能是绵羊缺氧应激感受及其调控的重要器官。