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玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEA)是一种广泛存在于各种谷物和动物饲料中且具有雌激素活性的镰刀菌毒素。目前,世界各地的农作物及饲料产品受ZEA的污染严重。ZEA能竞争性地与雌激素受体位点结合,从而增强雌激素活性,引起雌性动物内分泌失衡和生殖系统异常。猪是对ZEA最敏感的动物。母猪因摄入ZEA污染饲料导致的生殖障碍,已经给畜牧养殖造成巨大的经济损失。第一部分:ZEA通过SIRT1/PGC-1α通路诱导断奶仔猪卵巢发育。选取32头平均体重为12.39±0.24 kg的35日龄健康雌性断奶仔猪(杜×长×白),随机分配到4个处理组,每个处理组8头,单笼饲养。处理方式为基础日粮,添加0(对照)、0.15(ZEA0.15)、1.5(ZEA1.5)和 3.0(ZEA3.0)mg/kg 的 ZEA。预饲期 7d,正式期32 d。试验期间,每隔3d记录阴户面积。试验结束当天,采血后对所有猪进行屠宰,收集卵巢样品并记录器官重量,计算卵巢器官指数,考察血清指标、卵巢组织形态学、颗粒细胞超微结构、增殖基因、线粒体结构相关基因和信号通路相关基因表达。结果表明:随着ZEA剂量的增加,断奶仔猪外阴面积、卵巢重量和卵巢器官指数均线性升高(P<0.05);血清中ZEA、α-玉米赤霉烯醇(α-Zearalenone,α-ZOL)和β-玉米赤霉烯醇(β-Zearalenone,β-ZOL)含量线性升高(P<0.05);血清中卵泡刺激素(Follicle stimulating hormone,FSH)、黄体生成素(Luteinizing hormone,LH)、雌二醇(Estradiol,E2)均线性降低(P<0.05);组织形态学结果表明,随着ZEA剂量的增加,原始卵泡层厚度和原始卵泡数量线性降低(P<0.05),而生长卵泡层厚度、闭锁生长卵泡数量和最大生长卵泡直径均线性升高(P<0.05),1.5 mg/kg ZEA处理组卵泡直径达到最大,3.0mg/kg ZEA处理组卵巢内出现大批闭锁卵泡;透射电镜观察发现,1.5和3.0 mg/kg ZEA处理组卵巢颗粒细胞线粒体体积变大,内质网肿胀,出现空泡化,3.0 mg/kg ZEA处理组颗粒细胞受损;免疫组化结果显示,断奶仔猪卵巢内沉默信息调节因子2相关酶1(Silent information regulator 1,SIRT1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子-1α(Peroxisome proliferator-activated receptor-γ co-activator 1α,PGC-1α)、核呼吸因子 1(Nuclear respiratory factor 1,NRF1)和线粒体转录因子 A(Mitochondrial transcription factor A,TFAM)免疫阳性物质主要定位于卵巢卵泡中的卵母细胞、颗粒细胞和血管壁上皮细胞,且卵巢内SIRT1、PGC-1α、NFF1和TFAM免疫阳性反应随着ZEA剂量的增加明显增强;随着ZEA剂量的增加,卵巢中SIRT1、PGC-1α、雌激素相关受体α(Estrogen-related receptor α,ERRα)、ATP 合成酶 F1 结构域的β亚基(ATP synthase subunit beta,ATP5B)、增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen,PCNA)、NRF1、TFAM、视神经萎缩相关蛋白1(Optic atrophy 1,OPA1)和线粒体融合蛋白2(Mitofusin 2,MFN2)的mRNA和蛋白相对表达量均线性升高(P<0.05),而动力相关蛋白1(Dynamin related protein 1,DRP1)的 mRNA 和蛋白相对表达量线性降低(P<0.05)。第二部分:ZEA通过SIRT1/PGC-1α通路对猪卵巢颗粒细胞增殖与凋亡的影响。以原代培养的猪卵巢颗粒细胞为模型,设立ZEA对照组(0)、5、10和20μmol/L剂量组,48 h后收集细胞,测定细胞活力和ROS水平以及增殖与凋亡相关基因、线粒体结构相关基因和SIRT1/PGC-1α信号通路相关基因表达。结果表明:5 μmol/L ZEA处理48 h显著增加了细胞活力和PCNA的mRNA和蛋白相对表达量(P<0.05);10和20μmol/L ZEA处理48 h显著降低了细胞活力和PCNA的mRNA和蛋白相对表达量(P<0.05),增加了 ROS水平(P<0.05)。随着ZEA剂量的增加,SIRT1、PGC-1α、OPA1、MFN2和BAX的mRNA和蛋白相对表达量线性升高(P<0.05),而DRP1的mRNA和蛋白相对表达量线性降低(P<0.05)。总体结论:(1)ZEA能够干扰血清生殖激素水平,造成断奶仔猪外阴肿大和卵巢发育异常,诱发生殖毒性。(2)ZEA能够通过调控OPA1、MFN2和DRP1的表达以及增殖凋亡途径诱导卵巢卵泡(颗粒细胞)发育异常。(3)ZEA能够激活SIRT1/PGC-1α信号通路以及调控下游靶基因ERRα/ATP5B和NRF1/TFAM的表达,促进线粒体生物合成,增强卵泡(颗粒细胞)能量代谢,进而调控卵泡增殖与闭锁。(4)ZEA(1.5 mg/kg;5 μmol/L)可能是一个临界点,当ZEA浓度小于1.5 mg/kg(5 μmol/L)时,卵巢内卵泡增殖(颗粒细胞增殖);否则,卵泡闭锁(颗粒细胞凋亡)。