玉米赤霉烯酮对断奶仔猪子宫生长发育的影响

发布时间：2020-03-30 23:42

【摘要】：玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEA)是少数产毒霉菌中的一种具有雌激素活性且能发挥类雌激素作用的代谢产物。近年来,世界上许多温湿地区的农作物在贮藏、加工、运输等过程中均不同程度地受到ZEA的污染,甚至还通过食物链存在于农副产品中对人及动物的健康造成极大威胁。ZEA发挥作用的靶器官主要是雌性动物的生殖系统,ZEA能与雌激素受体竞争性结合扰乱激素代谢,诱发母畜雌激素过多症,进而引起生殖器官功能和形态的变化,引发母畜繁殖障碍,给畜牧生产业带来极大的损失,不利于生猪产业的进一步发展。为了探究不同水平ZEA污染饲粮对断奶仔猪子宫生长发育的影响,本研究主要采用HE染色法、免疫组织化学、qRT-PCR、Western Blot等试验方法比较断奶仔猪子宫内增殖凋亡相关因子及TGF-β1/Smad3信号通路关键基因的分布与表达差异。试验选取34-36日龄健康三元杂交(杜×长×大)断奶仔猪40头,平均体重为(14.01±0.86 kg)。将所有试验动物随机分为4个处理,每个处理10头猪,组间初始体重差异不显著(P0.05),小母猪单笼饲养。对照组饲喂基础饲粮,三个试验组分别在基础饲粮上添加0.5、1.0及1.5 mg/kg ZEA(ZEA的测定值分别为0.52±0.07、1.04±0.03和1.51±0.13 mg/kg),预饲期10 d,正式期35 d。本试验结果如下:随着饲粮中ZEA水平的升高,断奶仔猪的子宫指数呈一次(P0.01)和二次(P0.01)线性升高;1.5 mg/kg ZEA处理组的子宫指数显著高于1.0 mg/kg处理组(P0.05),1.0 mg/kg处理显著高于0.5 mg/kg处理组和对照组(P0.05);并且子宫肌层和内膜厚度随着ZEA水平的升高呈一次(P0.01)和二次(P0.01)线性升高,子宫腺密度明显增大。免疫组织化学结果显示断奶仔猪子宫内生长激素受体(Growth hormone receptor,GHR)、增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen,PCNA)、B淋巴细胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2,BCL-2)、BCL-2相关X蛋白(Bcl-2-associated x protein,BAX)免疫阳性物质主要分布在子宫肌层平滑肌细胞、血管壁细胞、内膜上皮细胞、腔上皮细胞,而GHR、PCNA、BCL-2在基质细胞也有分布,且随着饲粮中ZEA的增加,免疫阳性反应明显增强,但免疫阳性物质的分布位置没有因ZEA水平而发生明显变化。子宫内GHR、PCNA和BCL-2的mRNA相对表达量均呈一次(P0.01)和二次(P0.01)线性升高;BAX、Smad3的mRNA相对表达量呈一次(P0.05)线性升高;1.5 mg/kg ZEA和1.0 mg/kg处理组TGF-β1的mRNA相对表达量显著高于0.5 mg/kg(P0.05),且0.5 mg/kg ZEA组的显著高于对照组(P0.05)。子宫内GHR、PCNA、BCL-2、BAX、TGF-β1、Smad3和p-Smad3的蛋白相对表达量均呈一次(P0.05)和二次(P0.01)线性升高。以上结果表明,(1)ZEA(0.5-1.5 mg/kg)能改变断奶仔猪子宫形态学结构,且子宫器官指数与ZEA水平呈剂量效应;(2)ZEA可能通过调控子宫内PCNA和GHR的高水平表达,引发性早熟、促进细胞增殖,进而诱导子宫肥大、异常发育;(3)ZEA可以激活子宫内经典的TGF-β1/Smad3信号通路,参与子宫生长发育等生殖活动。
【图文】：

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图 2 玉米赤霉烯酮代谢物的分子结构（Yang et al.，2018）Fig. 2 Chemical structure of zearalenone’s metabolites (Yang et al., 2018)1.1.4 玉米赤霉烯酮的生殖毒性ZEA的代谢产物α-ZOL、β-ZOL均具有类雌激素作用，它们和ZEA与ERs结依次为：α-ZOL > ZEA> β-ZOL（Mukherjee et al.，2014），它们都能竞争性扰乱生殖内分泌系统，引发一系列雌激素过多症，进而诱发生殖障碍（Jiang eEtienne and Jemmali，1982），限制了畜牧产业的优化，给畜牧生产业带来极损失。ZEA诱发的生殖毒性，与动物种类、饲喂方式、给药剂量及时间密切有关称，猪是所有动物中对ZEA最敏感的一类，而其中青春期未性成熟的猪表现（Young and King，1986），此外，ZEA对大鼠、小鼠、兔子和家畜都能造成（董双等，2016；徐明龙等，2016；None，2004）。处于青春期的小母猪饲6、9 mg/kg），假孕的比率显著升高，繁殖率大大下降（Young and King，19

信号通路

图 3 TGF-β/Smad 信号通路（Liu et al.，2016）Fig.3 TGF-β/Smad signaling pathway（Liu et al.，2016）1.5.1TGF-β1/Smad3 信号通路对子宫发育的影响子宫作为雌性哺乳动物的主要性器官，是胎儿生长发育最主要的场所。报道表明TGF-β1 作为 TGF 超家族成员中最重要的因子（Eva et al.，2012），其不仅在卵泡发育卵母细胞和颗粒细胞之间的信号传导中扮演着重要的角色（郭永红等，2005；徐梦思2015b；Shull and Doetschman，1994），在子宫的生长和发育过程中也发挥了重要的用（金莉萍，2003；于月新等，2016；Halis et al.，2010；Omwandho et al.，2010）。外，Shooner 等研究发现，正常妊娠的各个阶段，TGF-β1 在大鼠子宫和胎盘中都有表达妊娠早期主要存在于子宫蜕膜，，中晚期主要分布在滋养层、植入位点旁边的腺上皮和上皮（Shooner et al.，2005），在胚胎着床、胎儿发育、胎儿生长等很多方面都有重的作用。TGF-β1 还可刺激基质细胞合成基质蛋白促进子宫内膜的蜕膜形成、促进子内膜容受性，为胚胎的着床提供了强有利的条件（Schilling and Yeh，1999）。赵昕等
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S858.28

【参考文献】