Phylumtech利用固有微生物群發(fā)酵的草藥提取物改善腸道健康

維持腸道健康對(duì)畜禽的整體健康和生產(chǎn)性能至關(guān)重要，因其會(huì)影響畜禽的營養(yǎng)吸收、免疫功能和抗病能力。氧化應(yīng)激與炎癥是威脅腸道完整性的關(guān)鍵因素。本研究旨在探究一種由 45 種本地草藥制成的發(fā)酵植物浸膏（FPM）的抗氧化、抗炎及腸道屏障強(qiáng)化功能。該浸膏采用特定發(fā)酵工藝制備，借助植物自身的固有微生物群提升生物活性與可持續(xù)性。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在黑腹果蠅模型中，F(xiàn)PM 可顯著降低活性氧（ROS）水平；在氧化應(yīng)激條件下的秀麗隱桿線蟲模型中，F(xiàn)PM 能提高線蟲的運(yùn)動(dòng)活性并延長(zhǎng)半數(shù)致死時(shí)間（LT50），但在上述兩種模型中，F(xiàn)PM 均未對(duì)腸道屏障完整性產(chǎn)生影響。

方法

1.秀麗隱桿線蟲氧化應(yīng)激分析：為評(píng)估 FPM 在氧化應(yīng)激條件下的保護(hù)作用，研究采用紅外微束系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄線蟲的運(yùn)動(dòng)活性。將經(jīng) FPM 處理 72 小時(shí)的 N2 品系成年線蟲，用含 0.5%（質(zhì)量體積比）聚乙二醇 3350 的 S - 基礎(chǔ)培養(yǎng)基沖洗收集。通過 S - 基礎(chǔ)培養(yǎng)基調(diào)整線蟲濃度，使每孔線蟲數(shù)量約為 80 條。隨后，向 96 孔平底培養(yǎng)板的各孔中加入 92.5 μL 線蟲懸液，每組實(shí)驗(yàn)設(shè) 8 個(gè)復(fù)孔。使用 WMicrotracker One 線蟲行為分析儀測(cè)定線蟲 60 分鐘的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)活性，作為后續(xù)各孔數(shù)據(jù)歸一化的參考值。之后，向每孔加入 7.5 μL 濃度為 1 mol/L 的百草枯（PQ）水溶液，使孔內(nèi)bai草枯終濃度達(dá)到 75 mmol/L 以誘導(dǎo)氧化應(yīng)激；對(duì)照組則加入等量去離子水替代百草枯。繼續(xù)使用 WMicrotracker One 分析儀連續(xù)記錄 1000 分鐘內(nèi)線蟲的運(yùn)動(dòng)活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以線蟲運(yùn)動(dòng)活性相對(duì)于基礎(chǔ)活性的歸一化值表示。曲線下面積（AUC）計(jì)算時(shí)，數(shù)據(jù)以未處理對(duì)照組為參照進(jìn)行歸一化；半數(shù)致死時(shí)間（LT50）計(jì)算時(shí)，數(shù)據(jù)以組內(nèi)歸一化處理后進(jìn)行非線性回歸分析。

 
2.藍(lán)蟲實(shí)驗(yàn)（Smurf Assay）：采用亮藍(lán) FCF 染料開展藍(lán)蟲實(shí)驗(yàn)，以評(píng)估秀麗隱桿線蟲的腸道屏障完整性。藍(lán)蟲模型常用于模擬腸道滲漏綜合征，當(dāng)線蟲腸道屏障受損時(shí)，不可被腸道吸收的亮藍(lán) FCF 染料會(huì)滲入周圍組織，使線蟲全身染為藍(lán)色。本研究探究 FPM 對(duì)秀麗隱桿線蟲年齡相關(guān)性腸道完整性損傷的調(diào)控作用。統(tǒng)計(jì)各處理組中藍(lán)蟲的數(shù)量，并計(jì)算其占每組線蟲總數(shù)的比例。

本研究分析了 FPM 對(duì)百草枯誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激狀態(tài)下秀麗隱桿線蟲的保護(hù)作用，以線蟲的運(yùn)動(dòng)活性變化作為核心觀測(cè)指標(biāo)。圖 6a 展示了未處理組、氧化應(yīng)激組及氧化應(yīng)激 + FPM 處理組線蟲的運(yùn)動(dòng)活性變化曲線。結(jié)果顯示，百草枯誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激會(huì)顯著抑制線蟲運(yùn)動(dòng)活性，而 FPM 處理可逆轉(zhuǎn)該抑制效應(yīng)。經(jīng) 0.5%、1% 和 2% 濃度 FPM 預(yù)處理的線蟲，耐受百草枯誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的時(shí)間顯著長(zhǎng)于單純氧化應(yīng)激對(duì)照組。非線性回歸分析結(jié)果表明，F(xiàn)PM 處理組線蟲的半數(shù)致死時(shí)間（LT50）提升至 251-269 分鐘，而單純氧化應(yīng)激對(duì)照組僅為 148 分鐘，提示 FPM 可延長(zhǎng)氧化應(yīng)激條件下線蟲的存活時(shí)間。圖 6b 匯總了各組線蟲運(yùn)動(dòng)活性隨時(shí)間變化的曲線下面積（AUC），相較于氧化應(yīng)激對(duì)照組，0.5%、1% 和 2% 濃度 FPM 處理組線蟲的運(yùn)動(dòng)活性呈劑量依賴性顯著升高，其中 2% 濃度 FPM 處理組線蟲的運(yùn)動(dòng)活性提升幅度達(dá) 115%（P < 0.0001）。如圖 6c 所示，0.5%、1% 和 2% 濃度 FPM 處理均未顯著提升秀麗隱桿線蟲的腸道屏障完整性。上述結(jié)果表明，在本實(shí)驗(yàn)條件下，F(xiàn)PM 可有效緩解百草枯誘導(dǎo)的秀麗隱桿線蟲氧化應(yīng)激，但對(duì)其腸道屏障完整性無顯著影響。

圖 6 發(fā)酵植物浸膏（FPM）可緩解秀麗隱桿線蟲氧化應(yīng)激，但無法改善其腸道屏障完整性 注：(a) bai草枯誘導(dǎo)氧化應(yīng)激條件下，F(xiàn)PM 處理組秀麗隱桿線蟲的運(yùn)動(dòng)活性檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)設(shè) 3 次獨(dú)立重復(fù)，每組 8 個(gè)復(fù)孔（樣本量 n=24）；(b) 以運(yùn)動(dòng)活性隨時(shí)間變化的曲線下面積（AUC）表征 FPM 的抗氧化能力，實(shí)驗(yàn)設(shè) 3 次獨(dú)立重復(fù)，每組 8 個(gè)復(fù)孔（樣本量 n=24）；(c) FPM 處理組秀麗隱桿線蟲腸道屏障完整性的藍(lán)蟲實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)設(shè) 3 次獨(dú)立重復(fù)（樣本量 n=3）。

本研究結(jié)果表明，發(fā)酵植物浸膏（FPM）有望作為功能性飼料添加劑，通過減輕氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，改善畜禽腸道健康。
 

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