姜黃素對中速型黃羽肉雞生長性能、腹脂沉積、抗氧化能力、肝臟脂肪代謝相關酶活性及基因表達的影響

樊祥宇 張富群 黃泰來 曹滿湖

(湖南農業大學動物科學技術學院，長沙 410128)

姜黃素是從姜科植物姜黃中提取的β-二酮多酚類化合物，被廣泛用作香料、調料和顏料等，源于亞洲[1-3]，在酸性和中性條件下比較穩定，不溶于水，易溶于有機溶劑[4-5]。大量研究表明，姜黃素具有抗炎[6]、抗氧化[7]、抗腫瘤[8-9]、抗病毒[10]、降血糖[11]、降脂[12-13]等功能。已有研究表明，姜黃素具有改善動物生產性能、提高免疫力的作用。添加姜黃素可以顯著提高肉雞的胸腺指數[14]、脾臟指數[15]、抗體和總蛋白水平。姜黃素還具有緩解應激的作用，其原理為通過抑制腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎性因子，阻止其對核轉錄因子-κB(NF-κB)信號通路的激活，進而減少炎性因子的表達，以起到抑制炎癥反應的作用[16]。Galli等[17]研究發現，飼糧中添加姜黃素能改善肉雞的肉品質，提高抗氧化能力，降低機體的脂質過氧化損傷。另有研究表明，姜黃素有降低體脂沉積和影響動物脂肪代謝的功效，飼糧中添加250和350 mg/kg姜黃素，皖江黃雞的腹脂率和肝脂率分別降低16.06%、28.47%和15.27%、19.03%；添加350 mg/kg姜黃素能夠降低皮下脂肪厚度29.11%[18]。但有關姜黃素如何降低腹脂沉積和脂肪代謝，目前尚無深入研究。

中速型黃羽肉雞是廣受消費者喜愛的肉雞品種之一，但其腹脂沉積較多，影響了其肉品質和商品性狀。因此，如何降低中速型黃羽肉雞的腹脂沉積，是生產中的一大研究熱點。有關姜黃素對肉雞脂肪代謝的相關研究，尤其是其對肉雞的腹脂沉積及其作用原理尚未見報道。因此，本試驗以中速型黃羽肉雞為對象，研究姜黃素對其生長性能、腹脂沉積、脂肪代謝相關酶活性及基因表達的影響，探索姜黃素對肉雞腹脂沉積和脂肪代謝的影響，為姜黃素在改善肉雞腹脂沉積上的作用提供科學依據和生產參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

中速型黃羽肉母雞雞苗購自湖南某生態農業有限公司；姜黃素購自上海某生物科技有限公司，為高純度級，純度≥95%(實測值為99.9%)。

1.2 試驗設計與飼養管理

本試驗于湖南農業大學耘園試驗基地進行，試驗開展前對雞舍進行清潔消毒。試驗選用28日齡中速型黃羽肉雞384只，隨機分為4個組，每組6個重復，每個重復16羽雞。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組分別飼喂在基礎飼糧中添加50、100和200 mg/kg姜黃素的試驗飼糧。試驗從29日齡開始，試驗期42 d，分3個階段進行，分別為29～42日齡、43～56日齡和57～70日齡。基礎飼糧組成及營養水平見表1。日常管理參照《商品肉雞生產技術規程》(GB/T 19664—2005)，先飲水后開食，自由采食和飲水。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)

1.3 樣品采集

分別于42、56和70日齡時空腹稱重，計算肉雞的平均日采食量、平均日增重和料重比；稱重后屠宰、取樣，取血清待測抗氧化指標；取肝臟待測脂肪代謝相關酶活性和基因表達。

1.4 指標測定

1.4.1 腹脂率

腹脂率計算公式如下：

腹脂率(%)=100×腹脂重(g)/[(全凈膛
重(g)+腹脂重(g)][19]。

1.4.2 抗氧化指標

分別于42、56和70日齡時，每個重復隨機選2只健康肉雞，頸靜脈采血，所采血樣3 500 r/min低溫離心10 min后吸取上清液分離血清，-80 ℃保存；血清丙二醛(MDA)含量、總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性采用試劑盒測定，試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.4.3 肝臟脂肪代謝相關酶活性

分別于42、56和70日齡時，每個重復隨機選2只健康肉雞，取肝臟樣品，研磨，用生理鹽水稀釋成10%或1%組織勻漿，-80 ℃保存；肝臟脂肪代謝相關酶[脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)和激素敏感性脂肪酶(HSL)]活性采用酶聯免疫吸附測定(ELISA)試劑盒測定，試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.4.4 肝臟脂肪代謝相關基因表達

提取肉雞肝臟組織中總RNA并反轉錄后，進行實時熒光定量PCR。具體步驟如下：將肝臟組織與Trizol勻漿后，用氯仿提取其中總RNA，沉淀、洗滌后，然后用紫外分光光度計測定RNA濃度。使用Prime ScriptTMRT Reagent Kit with gDNA Eraser試劑盒(TaKaRa)，根據說明書對所提取的RNA進行除DNA和反轉錄，最后以所獲得的cDNA為模板，用TB GreenTMPremix Ex TaqTM試劑盒(TaKaRa)按操作說明進行實時熒光定量PCR。通過Primer 5.0軟件設計引物，具體引物序列見表2。以β-肌動蛋白(β-actin)為內參基因，根據2-ΔΔCt法對定量結果進行計算分析。

表2 熒光定量PCR中的引物序列

1.5 數據統計分析

試驗數據采用SPSS 25.0統計軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，結果以平均值±標準差表示，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結 果

2.1 姜黃素對中速型黃羽肉雞生長性能的影響

由表3可知，與對照組相比，飼糧中添加100和200 mg/kg姜黃素顯著降低57～70日齡和29～70日齡中速型黃羽肉雞的平均日采食量(P<0.05)，但對平均日增重和料重比無顯著影響(P>0.05)。

2.2 姜黃素對中速型黃羽肉雞腹脂率的影響

由表4可知，與對照組相比，飼糧中添加50、100和200 mg/kg姜黃素均在一定程度上降低中速型黃羽肉雞42和56日齡時的腹脂率，但差異不顯著(P>0.05)；各姜黃素添加組70日齡時的腹脂率均顯著降低(P<0.05)，其中以200 mg/kg姜黃素添加組的腹脂率最低，為2.02%，較對照組降低了37.84%。

表4 姜黃素對中速型黃羽肉雞腹脂率的影響

2.3 姜黃素對中速型黃羽肉雞血清抗氧化指標的影響

由表5可知，29～42日齡時，飼糧中添加姜黃素對中速型黃羽肉雞的血清抗氧化指標無顯著影響(P>0.05)。43～56日齡時，飼糧中添加200 mg/kg姜黃素極顯著降低中速型黃羽肉雞的血清MDA含量和SOD活性(P<0.01)。57～70日齡時，飼糧中添加100和200 mg/kg姜黃素極顯著降低中速型黃羽肉雞的血清MDA含量(P<0.01)，顯著提高血清GSH-Px活性(P<0.05)；添加200 mg/kg姜黃素顯著提高血清T-AOC(P<0.05)；各組間血清SOD活性無顯著差異(P>0.05)。

表5 姜黃素對中速型黃羽肉雞血清抗氧化指標的影響

2.4 姜黃素對中速型黃羽肉雞肝臟脂肪代謝相關酶活性的影響

由表6可知，與對照組相比，飼糧中添加50和200 mg/kg姜黃素顯著降低中速型黃羽肉雞的肝臟FAS活性(P<0.05)；添加50、100和200 mg/kg姜黃素均顯著提高肝臟HSL活性(P<0.05)，肝臟ACC活性有降低趨勢，但差異不顯著(P>0.05)。

表6 姜黃素對中速型黃羽肉雞肝臟脂肪代謝相關酶活性的影響

2.5 姜黃素對中速型黃羽肉雞肝臟脂肪代謝相關基因mRNA表達的影響

由表7可知，飼糧中添加200 mg/kg姜黃素顯著降低中速型黃羽肉雞肝臟ACC的mRNA相對表達量(P<0.05)；飼糧中添加姜黃素對肝臟脂酰輔酶A氧化酶(ACO)、脂蛋白脂酶(LPL)、FAS、肝型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)、過氧化物酶體增殖激活受體α(PPARα)和肉堿棕櫚酰轉移酶-1α(CPT-1α)的mRNA相對表達量均無顯著影響(P>0.05)。

表7 姜黃素對中速型黃羽肉雞肝臟脂肪代謝相關基因mRNA相對表達量的影響

3 討 論

姜黃素是從姜黃類屬植物中提取的活性成分，主要含精油和脂肪油等揮發油以及姜黃類成分，此外還有糖類、樹脂類、脂肪酸、甾醇類、多肽類、生物堿及微量元素[20]，姜黃素在動物生產上作用的發揮主要與其所含的功效性物質和營養物質相關。本研究發現，飼糧中添加姜黃素對中速型黃羽肉雞的平均日采食量有降低的作用，但對平均日增重和料重比無顯著影響，且該作用與肉雞的日齡存在一定相關性，這說明在中速型黃羽肉雞生產中，姜黃素對其生長性能的影響與其他快大型品種雞稍有不同。孫全友等[21]研究表明，飼糧中添加200 mg/kg姜黃素對22～42日齡肉雞的平均日采食量無顯著影響。祝國強等[22]研究表明，飼糧中添加200 mg/kg姜黃素能顯著提高肉雞的全期增重，顯著降低料重比。彭翔[23]和楊泰[24]則報道，姜黃素可促進肉雞生長性能的提高，其作用原理可能與姜黃素增強消化酶活性或刺激肉雞胃腸道消化酶以提高采食量和飼料消化率有關，基于此，進一步研究姜黃素對不同肉雞品種采食量或生長性能的影響仍有必要。

姜黃素及其衍生物有降低體脂沉積的功能，能夠影響動物的脂肪代謝[25]，但其對腹脂沉積的影響到底如何，作用原理是什么，尚未有深入研究。本試驗研究結果表明，飼糧中添加姜黃素能顯著降低中速型黃羽肉雞70日齡時的腹脂率，這可能與生長后期的生長發育特點即脂肪代謝較前期更旺盛有關[26]。這與目前姜黃素在相關方面的研究也具有相似性，Rajput等[27]研究表明，飼糧中添加150和200 mg/kg姜黃素可降低肉雞的腹脂沉積。另有報道表明，飼糧中添加250和350 mg/kg姜黃素也能顯著降低肉雞的腹脂率[28]。但由于以上研究所選肉雞品種不一樣，姜黃素發揮降脂作用的劑量也不一樣，本研究彌補了中速型黃羽肉雞中尚無姜黃素對其腹脂沉積改善作用的研究空白。

為進一步探索姜黃素對腹脂沉積影響的原理，本試驗就姜黃素對中速型黃羽肉雞的血清抗氧化指標、肝臟脂肪代謝相關酶活性和相關基因表達的影響進行了研究。研究顯示，姜黃素對中速型黃羽肉雞的血清抗氧化指標和脂肪代謝相關指標均有影響。姜黃素可以通過抑制氧化應激產生的活性氧來實現其抗氧化作用，可以清除機體的自由基以達到抗氧化的作用；還可以抑制脂質過氧化，保護脂質和血紅蛋白不被自由基損傷，這在其他學者的研究中也有過報道[29]。李婉雁等[30]研究顯示，飼糧中添加姜黃粉可提高肉雞的血清SOD、過氧化氫酶(CAT)和GSH-Px活性，同時降低血清MDA含量。也有研究表明，飼糧中添加250 mg/kg姜黃素可顯著提高肉雞的血清SOD、CAT、GSH-Px活性，顯著降低MDA和一氧化氮(NO)含量[31]。彭翔[23]報道認為，飼糧中添加200 mg/kg姜黃素，肉仔雞1～21日齡和22～42日齡時的血清MDA含量極顯著降低，血清SOD和GSH-Px活性極顯著提高，抗氧化效果優于抗菌肽和抗生素。Galli等[17]研究也發現，飼糧中添加姜黃素能改善肉雞的肉品質，提高抗氧化能力，降低機體脂質過氧化損傷。有研究表明，飼糧中添加姜黃素顯著提高肉雞的內源性抗氧化能力，顯著抑制脂質過氧化[32]，提高總抗氧化能力，降低氧化應激和炎癥反應，提高消化率，從而提高生長性能[33]。本試驗結果表明，飼糧中添加200 mg/kg姜黃素顯著提高中速型黃羽肉雞57～70日齡時的血清T-AOC和GSH-Px活性，顯著降低血清MDA含量，這與前人的研究一致；添加姜黃素對肉雞29～42日齡時的血清抗氧化能力無顯著影響；添加200 mg/kg姜黃素顯著降低43～56日齡時的血清SOD活性，與以上研究結果不完全一致，說明肉雞的品種、姜黃素的添加劑量和試驗周期等都可能影響抗氧化作用的改善。

本研究還顯示，飼糧中添加不同水平的姜黃素均顯著提高中速型黃羽肉雞的肝臟HSL活性。這表明姜黃素具有降脂和影響脂肪代謝的作用[34]，其機理可能是通過影響脂肪合成和分解的相關酶活性，進而影響肉雞的脂肪沉積。本研究同時顯示，高劑量的姜黃素(200 mg/kg)能降低中速型黃羽肉雞肝臟FAS和ACC活性，提高HSL活性，同時降低肝臟FAS和ACC的mRNA相對表達量，減少肝臟脂肪合成，促進脂肪分解。這說明姜黃素是通過FAS、ACC和HSL這3個與脂肪代謝相關基因的表達或脂肪的分解來實現降脂作用的。FAS、ACC和HSL是與脂肪代謝相關的重要酶系。FAS可催化乙酰輔酶A和丙二酸單酰輔酶A轉變成脂肪酸，是脂肪酸合成的關鍵酶之一，可調控包括蛋白質、碳水化合物、脂肪酸等在內的有機物質的合成與分解[35]。ACC是脂肪酸合成限速酶，它的活性或基因表達的增加可以促進脂肪的合成。HSL是最初發動脂肪組織中甘油三酯分解的關鍵酶和限速酶，分解脂肪組織中甘油三酯釋放出游離脂肪酸，其活性主要受生長激素、促甲狀腺激素、胰高血糖素等多種激素的影響。PPARα是與脂肪酸β氧化相關的轉錄因子，可以調控脂肪酸β氧化相關基因的表達，加快肝臟組織中脂肪酸的氧化速率，從而促進動物體內脂肪代謝[36-38]。ACO、CPT-1α、LPL和L-FABP都是與脂肪酸β氧化分解相關的基因。PPARα可以調控脂肪酸β氧化過程中酶的表達，也可通過刺激CPT-1α和ACO的mRNA表達來調控酶活性[39]。有研究表明，PPARα也可以調控L-FABP的mRNA表達[40]。通過相關因子mRNA表達的調控，PPARα可增加脂肪酸β氧化，抑制脂肪合成，從而促進脂肪代謝。本試驗中，姜黃素對脂肪分解相關基因的mRNA表達量均無顯著影響，但顯著降低與脂肪分解相關酶HSL的活性，以促進脂肪分解；而飼糧中添加200 mg/kg姜黃素能降低脂肪合成相關基因FAS和ACC的mRNA相對表達量。因此，從本試驗結果可以推測，姜黃素可以抑制肝臟的脂肪合成，通過HSL促進脂肪分解，對脂肪酸β氧化的調控不明顯。

4 結 論

姜黃素能降低中速型黃羽肉雞的腹脂沉積，其作用原理可能與提高血清抗氧化能力、肝臟HSL活性以及降低肝臟FAS和ACC的mRNA相對表達量有關，從而影響肝臟的脂肪代謝。