吳婷婷 韓 冰 劉 振 何周瑞 楊開倫*
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,新疆肉乳用草食動物營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊830052;2.新疆畜牧科學(xué)院生物技術(shù)研究中心,新疆維吾爾自治區(qū)動物生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部草食家畜遺傳育種與繁殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊830000)
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早期補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿免疫球蛋白、細(xì)胞因子和小腸黏膜免疫相關(guān)細(xì)胞的影響
吳婷婷1韓 冰2劉 振1何周瑞1楊開倫1*
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,新疆肉乳用草食動物營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊830052;2.新疆畜牧科學(xué)院生物技術(shù)研究中心,新疆維吾爾自治區(qū)動物生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部草食家畜遺傳育種與繁殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊830000)
本試驗(yàn)旨在研究早期補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿免疫球蛋白、細(xì)胞因子含量和小腸黏膜免疫相關(guān)細(xì)胞數(shù)量的影響。選取12只特克賽爾(Texel)初生羔羊,隨機(jī)分成2組,每組6只。試驗(yàn)組羔羊出生后連續(xù)補(bǔ)喂瘤胃液14 d,每天1次,對照組羔羊補(bǔ)喂等量生理鹽水。羔羊7、14、21和28日齡時,頸靜脈采血并分離血漿;28日齡時,屠宰收集腸道內(nèi)容物。測定血漿中免疫球蛋白[免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白G(IgG)]、細(xì)胞因子[白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、干擾素-γ(IFN-γ)],腸道內(nèi)容物中IgG和免疫球蛋白Fc片段(Fc)含量。結(jié)果表明:試驗(yàn)組21日齡血漿中IgA和IgG含量顯著或極顯著低于對照組(P<0.05或P<0.01),其他日齡組間差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)組血漿中IL-1β和IL-6含量較對照組高,但差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)組血漿TNF-α含量在14日齡時顯著高于對照組(P<0.05),在其他日齡差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)組羔羊血漿IFN-γ含量低于對照組,但差異不顯著(P>0.05);給新生羔羊補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道內(nèi)容物中IgG和Fc含量無顯著影響(P>0.05);試驗(yàn)組腸道上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞數(shù)量較對照組增加,尤其在回腸,與對照組差異顯著(P<0.05);腸道肥大細(xì)胞數(shù)量各腸段組間無顯著差異(P>0.05)。上述結(jié)果表明,早期補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊體液免疫無顯著影響,可在一定程度上增強(qiáng)由免疫細(xì)胞介導(dǎo)的免疫功能;早期補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊小腸轉(zhuǎn)運(yùn)母源免疫球蛋白無顯著影響;早期補(bǔ)喂瘤胃液能刺激羔羊小腸黏膜免疫系統(tǒng)的發(fā)育,使免疫屏障功能盡早完善。
新生羔羊;瘤胃液;血漿;免疫球蛋白;細(xì)胞因子;黏膜免疫相關(guān)細(xì)胞
羔羊、犢牛等從出生至斷奶,是動物一生中最為關(guān)鍵的時期。近年來,關(guān)于添加各種益生菌對羔羊、犢牛生產(chǎn)性能、健康(如腹瀉)等影響的報(bào)道越來越多,但是,在羔羊出生后第1次喂給初乳的同時或出生后24 h內(nèi)就補(bǔ)喂微生物的相關(guān)研究很少。早期的報(bào)道表明,瘤胃微生物或者瘤胃液接種物對犢牛和羔羊有積極作用[1]。James等[2]從安裝有十二指腸瘺管的健康哺乳期犢牛采集十二指腸液,在犢牛出生后第1次喂給初乳的同時,給試驗(yàn)組犢牛一次性補(bǔ)喂200 mL十二指腸液,提高了試驗(yàn)組犢牛出生后7日齡的平均日增重;Muscato等[3]在犢牛出生后第1次喂給初乳的同時,補(bǔ)喂8 mL不同方法處理的健康奶牛瘤胃液,使?fàn)倥5母篂a天數(shù)顯著縮短;顯著提高犢牛出生至2周齡的體增重。目前研究者大多偏重于對瘤胃微生物營養(yǎng)價值的研究[2-4],很少注意到瘤胃液或瘤胃細(xì)菌對新生羔羊機(jī)體免疫方面的可能作用。反芻動物瘤胃液中含有種類多樣的細(xì)菌,包含著成百種的細(xì)菌多聚糖分子[5-6],這些細(xì)菌或成分可能通過促進(jìn)新生幼畜黏膜免疫進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體整體免疫能力。因此,本試驗(yàn)給新生羔羊補(bǔ)喂瘤胃液,通過測定血漿中免疫球蛋白和細(xì)胞因子含量,探討早期補(bǔ)喂瘤胃液對新生羔羊機(jī)體免疫的影響,通過測定羔羊小腸黏膜免疫相關(guān)細(xì)胞數(shù)量,探討早期補(bǔ)喂瘤胃液對新生羔羊腸道黏膜免疫的影響,為進(jìn)一步研究瘤胃液可能的免疫作用提供參考。
1.1 瘤胃液的采集及制備
選用安裝有永久性瘤胃瘺管的1.5歲中國美利奴羊(新疆型)公羊,飼喂精粗比(干物質(zhì)基礎(chǔ))為30∶70的飼糧,精料補(bǔ)充料的主要成分是粉碎玉米和棉籽粕,粗料為玉米秸稈。在飼喂后3 h采集瘤胃液,60目尼龍袋過濾后收集濾液,再將濾液1 200×g4 ℃離心20 min后收集上清液,-20 ℃保存,備用。
1.2 試驗(yàn)動物及飼養(yǎng)管理
試驗(yàn)在新疆畜牧科學(xué)院下屬的中澳綿羊繁育中心進(jìn)行。選取12只體重相近的,母羊奶水充足的特克賽爾(Texel)初生羔羊,隨機(jī)分成2組,分別為試驗(yàn)組和對照組,每組6只。試驗(yàn)組羔羊在出生哺喂初乳后12 h內(nèi)補(bǔ)喂瘤胃液10 mL(細(xì)菌數(shù)6.0×109個/mL),之后每天09:00,用奶瓶飼喂,連續(xù)14 d,對照組羔羊在同一時間點(diǎn)補(bǔ)喂等量生理鹽水,母羊及羔羊的飼養(yǎng)管理由羊場統(tǒng)一進(jìn)行。
1.3 樣品的采集及處理
1.3.1 血液采集與處理
分別在羔羊7、14、21和28日齡時晨飼(09:00)前空腹頸靜脈采集血液(肝素鈉抗凝),4 ℃放置30 min后1 500×g離心15 min,收集上清液-20 ℃保存,待測。
1.3.2 羔羊的屠宰、樣品采集及處理
羔羊28日齡時用抹脖法放血屠宰,在手術(shù)臺上保定,使腹部朝上,沿腹線用手術(shù)刀劃開腹腔,立即分離胃腸道各段,在各胃腸段之間的連接部位用線繩扎緊,在各胃腸道的遠(yuǎn)端部位用手術(shù)剪刀剪斷,收集內(nèi)容物到封口袋中,標(biāo)記好后放入保溫箱加入液氮冷凍,后轉(zhuǎn)移到-70 ℃冰箱保存,待測。指標(biāo)測定前將采集的腸道內(nèi)容物充分混勻后稱取2 g樣品,加入5倍體積的去離子水,振蕩浸提1 h,然后將液體4 ℃ 12 000×g離心20 min,收集上清液,再用0.45 μm纖維樹脂濾膜抽濾上清液,收集濾液,-20 ℃保存,備用。
用預(yù)冷的生理鹽水反復(fù)沖洗腸段,除去多余水分,各取十二指腸前端、空腸中端和回腸后端5 cm左右在Bouin固定液中固定,用于小腸黏膜免疫細(xì)胞計(jì)數(shù)。
1.4 指標(biāo)測定
羔羊血漿中免疫球蛋白A(immunoglobin A,IgA)和免疫球蛋白G(immunoglobin G,IgG),細(xì)胞因子包括白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、干擾素-γ(interferon γ,IFN-γ)含量均由北京華英生物技術(shù)研究所測定。
腸道內(nèi)容物中免疫球蛋白IgG及免疫球蛋白Fc片段(Fc)含量由北京華英生物技術(shù)研究所測定。
羔羊小腸腸道上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(intestinal intraepithelial lymphocyte,iIEL)和肥大細(xì)胞(mast cell,MC)數(shù)量的測定采用常規(guī)石蠟切片法,取已固定的腸段組織約1 cm,石蠟包埋,制備連續(xù)橫斷切片(厚6 μm),每隔10張取1張,分別用常規(guī)蘇木精-伊紅(HE)染色和甲苯胺藍(lán)(MTB)染色,光鏡下觀察iIEL和肥大細(xì)胞的形態(tài)及分布。切片染色后使用Image-Pro Plus 6.0軟件進(jìn)行圖像處理,每段小腸各取5張切片,每張切片各選5個視野拍照,統(tǒng)計(jì)每100個腸黏膜上皮細(xì)胞中iIEL數(shù)量,各段小腸分別統(tǒng)計(jì)5張切片橫斷面全層的肥大細(xì)胞數(shù),計(jì)算單位面積內(nèi)的肥大細(xì)胞數(shù)量。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析
試驗(yàn)結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析均采用SPSS 16.0中獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行方差分析,以P<0.05和P<0.01分別為差異顯著和極顯著的標(biāo)準(zhǔn)。
2.1 補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿中IgA和IgG含量的影響
補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿中IgA和IgG含量的影響見表1。隨日齡增加,羔羊血漿中IgA含量變化不大,但在21日齡時對照組血漿中IgA含量顯著高于試驗(yàn)組(P<0.05),28日齡時2組之間差異不顯著(P>0.05)。羔羊血漿中IgG含量隨日齡逐漸降低,14日齡后含量變化較??;對照組羔羊血漿中IgG在各個日齡均高于試驗(yàn)組,尤其是在21日齡時差異達(dá)到極顯著(P<0.01)。
表1 補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿中IgA和IgG含量的影響
同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05),不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下表同。
In the same row, values with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01). The same as below.
2.2 補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿中細(xì)胞因子含量的影響
補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿中細(xì)胞因子的影響見表2??傮w上,28日齡羔羊血漿中IL-1β、IL-6和IFN-γ含量高于7日齡。試驗(yàn)組羔羊各日齡血漿中IL-1β和IL-6含量較對照組高,但差異不顯著(P>0.05)。試驗(yàn)組羔羊血漿中TNF-α含量在14日齡時顯著高于對照組(P<0.05),在其他日齡差異不顯著(P>0.05)。隨日齡增加,羔羊血漿中IFN-γ含量先增加后降低,各日齡試驗(yàn)組羔羊血漿IFN-γ含量均低于對照組,但差異不顯著(P>0.05)。
表2 補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿中細(xì)胞因子含量的影響
續(xù)表2項(xiàng)目Items日齡Daysofage對照組Controlgroup試驗(yàn)組Trialgroup751.39±8.9443.83±5.47干擾素-γ1456.84±11.5754.45±6.99IFN-γ2166.02±18.2458.55±5.752858.43±3.6354.40±4.77
2.3 補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道內(nèi)容物中IgG和Fc含量的影響
補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道內(nèi)容物中IgG和Fc含量的影響見表3。補(bǔ)喂瘤胃液的羔羊腸道內(nèi)容物中的IgG和Fc含量與對照組相比差異不顯著(P>0.05),但是補(bǔ)喂瘤胃液羔羊十二指腸內(nèi)容物IgG含量數(shù)值上高于對照組。
表3 補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道內(nèi)容物中IgG和Fc含量的影響
2.4 補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道免疫細(xì)胞形態(tài)和分布及數(shù)量的影響
2.4.1 28日齡羔羊腸道iIEL形態(tài)和分布
HE染色結(jié)果顯示,腸道iIEL為散在分布于腸絨毛上皮細(xì)胞間的一群特殊淋巴細(xì)胞,小腸各段均有分布,多數(shù)位于上皮細(xì)胞基底膜附近,少量見于上皮核層和頂層,以小型細(xì)胞為主,胞核大而圓,且染色較深,小腸各段iIEL的形態(tài)無明顯差異(圖1)。
補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道iIEL數(shù)量的影響見表4。試驗(yàn)組腸道iIEL數(shù)量均高于對照組,但十二指腸和空腸中2組差異不顯著(P>0.05),在回腸試驗(yàn)組iIEL數(shù)量較對照組顯著增加(P<0.05)。
2.4.2 28日齡羔羊腸道肥大細(xì)胞形態(tài)和分布
肥大細(xì)胞經(jīng)MTB染色后,呈深藍(lán)紫色,形態(tài)多為圓形、橢圓形,少量為梭形,胞漿內(nèi)顆粒豐滿,部分細(xì)胞呈脫顆粒狀。肥大細(xì)胞多位于腸腺周圍,且常見于小血管和小淋巴管周圍。28日齡羔羊小腸中主要分布在腸壁固有層內(nèi)和腸腺周圍,黏膜下層、肌層少見(圖2)。
補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道肥大細(xì)胞數(shù)量的影響見表5。從各腸段來看,肥大細(xì)胞均在十二指腸分布最多,空腸降低,回腸數(shù)量又增多。各腸段間試驗(yàn)組與對照組差異不顯著(P>0.05)。
3.1 補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿中IgA和IgG含量的影響
IgG和IgA是血液中的重要抗體,在體液免疫中發(fā)揮關(guān)鍵性作用,血液中IgG能夠阻止相應(yīng)抗原穿透黏膜進(jìn)入組織中[7];IgG和IgA含量可反映出免疫器官組織發(fā)育、發(fā)達(dá)程度及其功能變化,研究免疫調(diào)節(jié)劑對動物血液中各類免疫球蛋白含量的影響,是免疫器官組織的體液免疫功能在外周的重要標(biāo)志。羔羊出生后,自身沒有抵抗疾病的能力,需要在出生后24 h內(nèi)從初乳中獲得足量的免疫球蛋白來獲得被動免疫,隨著日齡的增長這種被動免疫機(jī)制逐漸減弱,大約在4周齡后自身免疫能力逐漸建立[8]。在出生至28日齡期間,血液中的IgA和IgG主要來源于母乳中IgA和IgG的主動轉(zhuǎn)運(yùn)(對大部分的初生及幼齡哺乳動物而言),少數(shù)由骨髓形成的漿母細(xì)胞合成。
A:對照組十二指腸 duodenum of control group;B:試驗(yàn)組十二指腸 duodenum of trial group;C:對照組空腸 jejunum of control group;D:試驗(yàn)組空腸 jejunum of trial group;E:對照組回腸 ileum of control group;F:試驗(yàn)組回腸 ileum of trial group。圖2同。The same as Fig.2.
表4 補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道iIEL數(shù)量的影響
本試驗(yàn)中,羔羊血漿中IgA含量隨日齡呈升高趨勢,與吳婷婷[9]、張俐華[10]所得結(jié)果一致。本試驗(yàn)通過給新生羔羊補(bǔ)喂瘤胃液,在28日齡時,試驗(yàn)組羔羊血漿中IgA含量較對照組低,而吳婷婷[9]、張俐華[10]通過補(bǔ)喂瘤胃液使試驗(yàn)羔羊28日齡時血漿中IgA顯著增加。本試驗(yàn)羔羊血漿中IgG含量隨日齡的增加而降低,這與吳婷婷[9]、張俐華[10]所得結(jié)果不同。本試驗(yàn)中,試驗(yàn)組羔羊血漿中IgG含量較對照組低,這與Scharek等[11]給仔豬補(bǔ)喂益生菌屎腸球菌(Enterococcusfaecium)血清中IgG含量變化一致,而Sun等[12]研究表明,飼喂納豆枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilisnatto)可以提高犢牛血清中IgG含量,對犢牛血清中IgA含量無影響。造成本試驗(yàn)結(jié)果可能有以下原因:1)母乳中免疫球蛋白含量的變化,初乳中的IgG占初乳中免疫球蛋白總量的85%~90%,母乳中IgG含量在出生1~3 d時較高,在3~4周時顯著降低[13],由于本試驗(yàn)中所有羔羊在此階段僅采食母乳,由于母乳中IgG含量的降低使28日齡羔羊時血漿中IgG含量降低。2)幼畜對母乳免疫球蛋白的吸收,新生羔羊腸道上皮細(xì)胞發(fā)育尚不完全,通過胞吞作用攝取母源抗體IgG,隨著時間的延長,腸道正常機(jī)能的建立,細(xì)菌微生物的刺激在很大程度上能促進(jìn)新生動物腸道黏膜免疫的成熟[14],IgG將不能以完整的形式被腸道吸收。本試驗(yàn)中,對照組羔羊血漿中IgA和IgG含量均高于試驗(yàn)組,可能原因是在羔羊出生吃上初乳后12 h內(nèi)補(bǔ)喂瘤胃液,大量的細(xì)菌、微生物以及細(xì)菌多糖分子等作為抗原物質(zhì)進(jìn)入仔畜腸道,促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的發(fā)育,降低了小腸的通透性,從而使其對大分子物質(zhì)包括IgG和IgA的吸收率降低,而28日齡時羔羊腸道黏膜免疫系統(tǒng)尚未建立完善,腸道固有層還不能大量產(chǎn)生IgG和IgA[15],血漿中的IgG含量隨著自身的降解(IgG的半衰期為20~23 d)和機(jī)體的利用呈下降趨勢,這表明補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊的機(jī)體體液免疫無顯著影響。機(jī)體體液免疫有賴于細(xì)胞免疫的發(fā)育和成熟,而細(xì)胞發(fā)育成熟的時間是不容易改變的。因此,補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊機(jī)體的體液免疫并不能產(chǎn)生顯著影響。因?yàn)榧?xì)菌或模式識別分子要進(jìn)入機(jī)體并到達(dá)免疫器官組織,刺激免疫細(xì)胞的發(fā)育成熟基本不可能。正常情況下,細(xì)菌或模式識別分子通過腸黏膜組織的天然免疫作用即被消除。
圖2 28日齡羔羊腸道肥大細(xì)胞形態(tài)和分布(MTB染色)
表5 補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道肥大細(xì)胞數(shù)量的影響
3.2 補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊血漿中細(xì)胞因子含量的影響
動物機(jī)體局部性的炎癥也能在血漿細(xì)胞因子層面得到反映。腸道微生物通過釋放促炎癥因子和抗炎癥因子調(diào)節(jié)宿主免疫反應(yīng)[16]。白細(xì)胞介素-1(IL-1)是一個參與抗感染免疫防御的促炎性細(xì)胞因子[17];IL-6是其中一個最重要的免疫和炎癥介質(zhì),調(diào)節(jié)各種細(xì)胞功能包括B細(xì)胞和T細(xì)胞的增殖和分化[18]。TNF-α是一個能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,細(xì)胞增殖,分化和炎癥反應(yīng)的促炎性細(xì)胞因子[19];IFN-γ是Th1型細(xì)胞,大量微生物的接觸時,巨噬細(xì)胞快速釋放大量IFN-γ,迅速啟動宿主早期防御[20-21]。Maassen等[22]報(bào)道的給BALB/c小鼠補(bǔ)喂乳酸桿菌使IL-1和TNF-α含量增加,從而增強(qiáng)機(jī)體體液免疫。Castillo等[23]研究發(fā)現(xiàn),干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)CRL431能夠提高小鼠腸道TNF-α和IFN-γ的分泌。本試驗(yàn)中,補(bǔ)喂瘤胃液的羔羊血漿中IL-1、IL-6和TNF-α含量的升高,結(jié)果與可能是由于大量細(xì)菌及微生物進(jìn)入腸道,促進(jìn)腸道黏膜中Toll樣受體的表達(dá),從而釋放更多的細(xì)胞因子,提示了瘤胃液在一定程度上提高了腸道黏膜天然免疫機(jī)能,但不會導(dǎo)致羔羊機(jī)體整體免疫過度。
3.3 補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊腸道內(nèi)容物中IgG和Fc含量的影響
反芻動物出生時體內(nèi)的IgG含量基本為零,新生幼仔吸收初乳和乳,在腸道中通過Fc受體(Fc receptor,F(xiàn)cRn)運(yùn)輸初乳和乳中的IgG而獲得被動免疫[24]。FcRn能否運(yùn)輸IgG主要受體內(nèi)環(huán)境pH生理梯度的影響[25]。研究表明,F(xiàn)cRn也可以在成年動物的血管內(nèi)皮、肝臟、腎臟等組織中表達(dá),主要是調(diào)節(jié)血液中IgG含量。當(dāng)血液中IgG低于正常時,更多的FcRn與IgG結(jié)合,IgG降解減少,血液中IgG的含量上升;當(dāng)血液中IgG含量高于正常水平時,受體已飽和,不能再結(jié)合IgG,這樣被降解的IgG增多,血液中的IgG含量下降[26]。測定腸道內(nèi)容物中IgG和Fc的含量可以間接反映羔羊?qū)δ溉橹蠭gG的被動轉(zhuǎn)移量。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,補(bǔ)喂瘤胃液并未導(dǎo)致羔羊腸道內(nèi)容物IgG和Fc含量有顯著升高,提示相比補(bǔ)喂生理鹽水,補(bǔ)喂瘤胃液并未顯著影響羔羊腸道對母乳源的IgG被動轉(zhuǎn)運(yùn)。問題是補(bǔ)喂生理鹽水是否會導(dǎo)致腸黏膜轉(zhuǎn)運(yùn)通道的關(guān)閉?從大鼠的試驗(yàn)結(jié)果看,IgG能否正常轉(zhuǎn)運(yùn)主要取決于腸黏膜上的FcRn的表達(dá)[27],本研究對腸黏膜的FcRn表達(dá)未進(jìn)行研究,但是,在成年人、成年大鼠的腸道組織仍有FcRn表達(dá)來看[27-28],補(bǔ)喂生理鹽水或瘤胃液對母乳中IgG的轉(zhuǎn)運(yùn)無顯著影響。
3.4 補(bǔ)喂瘤胃液對28日齡羔羊腸道iIEL、肥大細(xì)胞細(xì)胞的影響
近年來,腸道iIEL作為腸道相關(guān)淋巴組織中的一個特殊組分,是腸黏膜免疫系統(tǒng)中最先接觸抗原的免疫活性細(xì)胞,在腸道黏膜中起重要的免疫屏障作用[29],在抗感染、調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的完整性和外來抗原的免疫應(yīng)答方面起重要作用,其數(shù)量的變化可以在一定程度上反映消化道的局部免疫狀況[30]。有研究報(bào)道,一部分淋巴細(xì)胞可穿過基膜進(jìn)入固有膜,黏膜iIEL數(shù)量越多,進(jìn)入腔中的淋巴細(xì)胞機(jī)會就越多,黏膜防御病原微生物入侵的能力就越強(qiáng)[31],iIEL的數(shù)量可以反映小腸局部黏膜免疫屏障的完整及免疫防御功能的完善程度。從本試驗(yàn)中可以看出,隨著瘤胃液中的細(xì)菌微生物到達(dá)各個腸段,羔羊小腸iIEL增多,說明瘤胃液中的抗原物質(zhì)能夠刺激羔羊小腸黏膜免疫系統(tǒng)的發(fā)育,使免疫屏障功能盡早完善。此外,本研究還發(fā)現(xiàn)羔羊小腸不同腸段iIEL的數(shù)量分布也明顯不同,其中十二指腸數(shù)量最少,回腸分布最多,這可能與小腸不同部位所接觸病原微生物及食物抗原的種類和數(shù)量不同有關(guān),造成具體原因有待進(jìn)一步分析。
肥大細(xì)胞是天然免疫的效應(yīng)細(xì)胞之一,不僅在天然免疫中發(fā)揮重要作用,還是抗感染免疫的第一線細(xì)胞,而且能通過分泌細(xì)胞因子參與獲得性免疫[32]。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,補(bǔ)喂瘤胃液后,試驗(yàn)組羔羊腸道中肥大細(xì)胞數(shù)量均有所增加,尤其在空腸和回腸段,肥大細(xì)胞數(shù)量受瘤胃液影響較大,小腸內(nèi)的肥大細(xì)胞集中分布在黏膜層與黏膜免疫防護(hù)有關(guān)。
① 早期補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊體液免疫無顯著影響,可在一定程度上增強(qiáng)由免疫細(xì)胞介導(dǎo)的免疫功能。
② 早期補(bǔ)喂瘤胃液對羔羊小腸轉(zhuǎn)運(yùn)母源免疫球蛋白無顯著影響。
③ 早期補(bǔ)喂瘤胃液能刺激羔羊小腸黏膜免疫系統(tǒng)的發(fā)育,使免疫屏障功能盡早完善。
[1] POUNDEN W D,HIBBS J W.The influence of pasture and rumen inoculation on the establishment of certain microorganisms in the rumen of young dairy calves[J].Journal of Dairy Science,1949,32(12):1025-1031.
[2] JAMES R E,POLAN C E,BIBB T L,et al.Effect of orally administered duodenal fluid on susceptibility of newborn calves to anEscherichiacolichallenge[J].Journal of Dairy Science,1976,59(8):1495-1501.
[3] MUSCATO T V,TEDESCHI L O,RUSSELL J B.The effect of ruminal fluid preparations on the growth and health of newborn,milk-fed dairy calves[J].Journal of Dairy Science,2002,85(3):648-656.
[4] ZHONG R Z,SUN H X,LI G D,et al.Effects of inoculation with rumen fluid on nutrient digestibility,growth performance and rumen fermentation of early weaned lambs[J].Livestock Science,2014,162:154-158.
[5] COSTERTON J W,DAMGAARD H N,CHENG K J.Cell envelope morphology of rumen bacteria[J].Journal of Bacteriology,1974,118(3):1132-1143.
[6] KRAUSE D O,RESSELL J B.How many ruminal bacteria are there?[J].Journal of Dairy Science,1996,79(8):1467-1475.
[7] BRANDTZAEG P,TOLO K.Mucosal penetrability enhanced by serum-derived antibodies[J].Nature,1977,266(5599):262-263.
[8] LOGAN E F,MCBEATH D G,LOWMAN B G.Quantitative studies on serum immunoglobulin levels in suckled calves from birth to five weeks[J].Veterinary Record,1974,94(16):367-370.
[9] 吳婷婷.補(bǔ)喂4種方法處理的瘤胃液制備物對新生羔羊腸道黏膜免疫的影響[D].碩士學(xué)位論文.烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2013:35-36.
[10] 張俐華.補(bǔ)喂綿羊瘤胃液制備物對1~35日齡羔羊、犢牛增重和血漿免疫球蛋白含量的影響[D].碩士學(xué)位論文.烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2013:30.
[11] SCHAREK L,GUTH J,REITER K,et al.Influence of a probioticEnterococcusfaeciumstrain on development of the immune system of sows and piglets[J].Veterinary Immunology and Immunopathology,2005,105(1/2):151-161.
[12] SUN P,WANG J Q,ZHANG H T.Effects ofBacillussubtilisnattoon performance and immune function of preweaning calves[J].Journal of Dairy Science,2010,93(12):5851-5855.
[13] BURTON J L,KENNEDY B W,BURNSIDE E B,et al.Variation in serum concentrations of immunoglobulins G,A,and M in Canadian Holstein-Friesian calves[J].Journal of Dairy Science,1989,72(1):135-149.
[14] ASHIDA H,OGAWA M,KIM M,et al.Bacteria and host interactions in the gut epithelial barrier[J].Nature Chemical Biology,2011,8(1):36-45.
[15] BAUER E,WILLIAMS B A,SMIDT H,et al.Influence of the gastrointestinal microbiota on development of the immune system in young animals[J].Currect Issues Intestinal Microbiol,2006,7(2):35-52.
[16] KLAENHAMMER T R,KLEEREBEZEM M,KOPP M V,et al.The impact of probiotics and prebiotics on the immune system[J].Nature Reviews Immunology,2012,12(10):728-734.
[17] AKDIS M,BURGLER S,CRAMERI R,et al.Interleukins,from 1 to 37,and interferon-γ:receptors,functions,and roles in diseases[J].The Journal of Allergy and Clinical Immunology,2011,128(4):739.
[18] SOBOTA R M,MüLLER P J,KHOURI C,et al.SHPS-1/SIRP1α contributes to interleukin-6 signalling[J].Cellular Signaling,2008,20(7):1385-1391.
[19] LIBBY P,RIDKER P M,MASERI A.Inflammation and atherosclerosis[J].Circulation,2002,105(9):1135-1143.
[20] GESSANI S,BELARDELLI F.IFN-γ expression in macrophages and its possible biological significance[J].Cytokine & Growth Factor Reviews,1998,9(2):117-123.
[21] FRUCHT D M,FUKAO T,BOGDAN C,et al.IFN-γ production by antigen-presenting cells:mechanisms emerge[J].Trends in Immunology,2001,22(10):556-660.
[22] MAASSEN C B M,VAN HOLTEN-NEELEN C,BALK F,et al.Strain-dependent induction of cytokine profiles in the gut by orally administeredLactobacillusstrains[J].Vaccine,2000,18(23):2613-2623.
[23] CASTILLO N A,PERGIGN G,DE MORENO DE LEBLANC A.Oral administration of a probiotic Lactobacillus modulates cytokine production and TLR expression improving the immune response againstSalmonellaentericaserovar Typhimurium infection in mice[J].BMC Microbiology, 2011,11(1):177.
[24] MARTIN M G,WU S V,WALSH J H.Ontogenetic development and distribution of antibody transport and Fc receptor mRNA expression in rat intestine[J].Digestive Diseases and Sciences,1997,42(5):1062-1069.
[25] RODEWALD R.pH-dependent binding of immunoglobulins to intestinal cells of the neonatal rat[J].The Journal of Cell Biology,1976,71(2):666-669.
[26] GHETIE V,WARD E S.Multiple roles for the major histocompatibility complex class Ⅰ-related receptor FcRn[J].Annual Review of Immunology,2000,18(1):739-766.
[27] BENLOUNES N,CHEDID R,THUILLIER F,et al.Intestinal transport and processing of immunoglobulin G in the neonatal and adult rat[J].Biology of the Neonate,1995,67(4):254-263.
[28] ISRAEL E J ,TAYLOR S,WU Z,et al.Expression of the neonatal Fc receptor,FcRn,on human intestinal epithelial cells[J].Immunology,1997,92(1):69-74.
[29] XU R J,WANG F,ZHANG S H.Postnatal adaptation of the gastrointestinal tract in neonatal pigs:a possible role of milk-borne growth factors[J].Livestock Production Science,2000,66(2):95-107.
[30] GASKINS H R.The intestinal immune system:gut reaction and growth of the pig[J].Journal of Animal Science,1996,74(Suppl.1):169.
[31] 陳付菊,陳耀星,王子旭,等.新生犢牛小腸黏膜結(jié)構(gòu)的早期發(fā)育及上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的數(shù)量變化[J].中國獸醫(yī)科學(xué),2007,37(6):519-523.
[32] STENTON G R,VLIAGOFTIS H,BEFUS A D.Role of intestinal mast cells in modulating gastrointestinal pathophysiology[J].Annals of Allergy,Asthma & Immunology,1998,81(1):1-12,15.
*Corresponding author, professor, E-mail: yangkailun2002@aliyun.com
(責(zé)任編輯 王智航)
Effects of Early Administration of Ruminal Fluid on Plasma Immunoglobins and Cytokines, and Mucosal Immunity-Associated Cells in Small Intestine in Lambs
WU Tingting1HAN Bing2LIU Zhen1HE Zhourui1YANG Kailun1*
(1.XinjiangKeyLaboratoryofMeat&MilkProductionHerbivoreNutrition,XinjiangAgricultureUniversity,Urumqi830052,China; 2.KeyLaboratoryofAnimalBiotechnologyofXinjiang,KeyLaboratoryofGenetics,BreedingandReproductionofGrass-FeedingAnimal,MinistryofAgriculture,BiotechnologicalResearchCenter,XinjiangAcademyofAnimalScience,Urumqi830000,China)
This experiment aimed to study the effects of early administration of ruminal fluid on plasma immunoglobins and cytokines, and mucosal immunity-associated cells in small intestine in lambs. Twelve Texel newborn lambs were randomly allotted to two groups with 6 lambs per group. Ruminal fluid was orally administered once daily over a period of 14 days in trial group, and physiological saline was administered in control group. Blood was collected from jugular vein to separate plasma at 7, 14, 21 and 28 days of age, respectively; lambs were slaughtered to obtain small intestinal digesta at 28 days of age. Immunoglobins [immunoglobin A (IgA) and immunoglobin G (IgG)] and cytokines [interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6(IL-6), tumor necrosis factor α (TNF-α) and interferon γ (IFN-γ)] contents in plasma, and IgG and immunoglobin Fc fragment (Fc) contents in intestinal digesta were determined. The results showed as follows: at 21 days of age, the contents of IgA and IgG in plasma in trial group was significantly lower than those in control group (P<0.05 orP<0.01), but there were no significant differences at the other days of ages (P>0.05); the contents of IL-1β and IL-6 in plasma in trial group were higher than those in control group, but the differences were not significant (P>0.05); plasma TNF-α content in trial group was significantly higher than that in control group at 14 days of age (P<0.05), but there were no significant differences at the other days of ages (P>0.05); plasma IFN-γ content in trial group was higher than that in control group, but the difference was not significant (P>0.05); there was no significant difference of IgG and Fc contents in intestinal digesta at 28 days of age (P>0.05); the administration of ruminal fluid increased intestinal intraepithelial lymphocyte count, especially in ileum, trial group was significantly different from control group (P<0.05); mast cell count at different intestinal segments was not significantly different between groups (P>0.05). It is concluded that early administration of ruminal fluid has no influence on humoral immune in lambs, while to some extent, can enhance cell-mediated immune; early administration of ruminal fluid has no influence on intestinal transport of maternal immunoglobins in lambs; early administration of ruminal fluid can stimulate intestinal mucosal immune system in lambs, and contribute to immunologic barrier establishment.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2016, 28(12):3943-3951]
newborn lamb; ruminal fluid; plasma; immunoglobin; cytokine; mucosal immunity-associated cell
10.3969/j.issn.1006-267x.2016.12.028
2016-06-02
2011國家自然科學(xué)基金(31172233)
吳婷婷(1987—),女,重慶人,博士研究生,研究方向?yàn)閯游餇I養(yǎng)與飼料科學(xué)。E-mail: 717557802@qq.com
*通信作者:楊開倫,教授,博士生導(dǎo)師,E-mail: yangkailun2002@aliyun.com
S826
A
1006-267X(2016)12-3943-09