楊凱麗 卓銳文 肖圓圓 方熱軍*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2.湖南畜禽安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，長(zhǎng)沙410128)

硒(selenium)元素主要以硒蛋白的形式在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮重要的生理功能[1]，已發(fā)現(xiàn)的硒蛋白有谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、硫氧蛋白還原酶(TrxR)、甲狀腺素脫碘酶(DIOs)和硒蛋白P(SelP)等25種，在動(dòng)物體內(nèi)參與抗氧化、免疫及激素的運(yùn)輸和調(diào)節(jié)等[2]。在動(dòng)物生產(chǎn)中，常需要在飼糧中添加硒以滿足機(jī)體對(duì)硒的需要[3]，硒可提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，改善機(jī)體抗氧化、免疫等性能[4-5]。茶多酚(tea polyphenols)是茶葉中提取多酚物質(zhì)的總稱，包括黃烷醇類、黃酮類、酚酸類等，具有多種生物性能，如抗氧化、免疫、抑菌等，廣泛用于食品藥品等行業(yè)[6-7]。我國(guó)茶資源豐富，具有一系列的茶葉產(chǎn)業(yè)鏈，每年產(chǎn)生大量的茶葉副產(chǎn)物，具有提取茶多酚的大量資源，隨著我國(guó)“全面禁抗”的到來(lái)，“替抗”飼料添加劑的開發(fā)逐漸成為研究熱點(diǎn)，茶多酚作為綠色“替抗”飼料添加劑可提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能、產(chǎn)品品質(zhì)、抗氧化性能等[8-9]。

茶多酚的性能可被其他物質(zhì)影響，如蛋白質(zhì)、多糖、礦物元素等[10]，而硒是動(dòng)物體必需礦物元素，對(duì)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育、抗氧化等方面具有十分重要的意義。硒與茶多酚具有多種相似的生物學(xué)供能，有研究顯示，二者聯(lián)用效應(yīng)強(qiáng)于其單一物質(zhì)[11]。對(duì)于硒與茶多酚的研究多見于富硒茶，其多酚類化合物多于常規(guī)茶，具有更強(qiáng)的抗氧化性能[12-13]。本文就硒與茶多酚的生物學(xué)功能、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控機(jī)制及其在畜禽上的應(yīng)用進(jìn)行綜述，為微量元素的精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)、綠色飼料添加劑的研發(fā)及資源節(jié)約提供思路。

1 硒與茶多酚的生物學(xué)功能

1.1 抗氧化功能

自由基是體內(nèi)物質(zhì)發(fā)生氧化還原產(chǎn)生的高活性分子，可破壞蛋白質(zhì)、DNA，造成脂質(zhì)過(guò)氧化。體內(nèi)自由基過(guò)多可影響動(dòng)物生產(chǎn)，甚至誘發(fā)疾病，造成死亡[14]。

1.2 免疫功能

硒與茶多酚均能介導(dǎo)免疫反應(yīng)[19-20]。硒可刺激血液中白細(xì)胞的活化，增加抗體的合成，提高免疫細(xì)胞的活性，增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫、細(xì)胞免疫及體液免疫。當(dāng)體內(nèi)缺硒或硒蛋白表達(dá)被抑制時(shí)，多種組織炎癥細(xì)胞因子的含量會(huì)受到影響，如缺硒會(huì)降低機(jī)體血清白細(xì)胞介素-1(IL-1)以及升高腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量[21]，其中增加的TNF-α可以誘導(dǎo)核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)的活化并增加肝細(xì)胞中C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)的分泌[19,22]。茶多酚可結(jié)合免疫細(xì)胞上相應(yīng)的受體，調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的黏附和炎癥過(guò)程，調(diào)節(jié)免疫因子的分泌。研究發(fā)現(xiàn)，EGCG的免疫細(xì)胞受體有3類，67 ku層黏連蛋白受體(67 ku laminin receptor，67LR)、zeta鏈結(jié)合70 ku蛋白(zeta chain associated protein kinase 70 ku，ZAP-70)以及維甲酸誘導(dǎo)基因Ⅰ(retinoic acid induction gene Ⅰ，RIG-Ⅰ)[23]。Kuo等[24]研究表明，兒茶素可增強(qiáng)T細(xì)胞亞群的活性，提高白細(xì)胞介素-2(IL-2)等的分泌；增強(qiáng)免疫細(xì)胞活性；于娟等[25]研究表明，紅茶多酚可以增強(qiáng)小鼠的T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞的活性，增加抗體水平及免疫球蛋白含量[26]。硒與茶多酚促進(jìn)細(xì)胞因子分泌，提高抗體水平，提高動(dòng)物體免疫能力，但二者的互作及機(jī)理需要深入探究。

1.3 抗腫瘤功能

硒和茶多酚可擾亂腫瘤細(xì)胞代謝、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和抑制血管生成等，表現(xiàn)出抗腫瘤作用。硒可以通過(guò)抗氧化功能發(fā)揮抗腫瘤作用，此外，TrxR可調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和生存以及刺激腫瘤細(xì)胞，硒化合物可抑制腫瘤細(xì)胞端粒酶活性以及調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的激活和失活，抑制腫瘤細(xì)胞[27]。茶多酚通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)酶，如谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase，GST)抑制多種癌細(xì)胞生長(zhǎng)，同時(shí)，硒也可以調(diào)節(jié)GST活性。硒與茶多酚對(duì)腫瘤細(xì)胞周期的抑制作用機(jī)理基本相同。茶多酚可以通過(guò)抑制B淋巴細(xì)胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，bcl-2)基因的表達(dá)，誘導(dǎo)bcl-2相關(guān)蛋白(bcl-2 associated x protein，bax)基因的表達(dá)，從而誘導(dǎo)癌細(xì)胞發(fā)生編程性死亡，通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinases，CDK)、細(xì)胞周期蛋白E、CDK相互作用蛋白(CDK interacting proteins，CIPs)、激酶抑制蛋白(kinase inhibitory proteins，KIPs，如p27KIP1、P57KIP2)等細(xì)胞周期調(diào)控蛋白，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞周期停滯在G1期進(jìn)而抑制其生長(zhǎng)[28-29]。硒與茶多酚均可以通過(guò)調(diào)節(jié)某些信號(hào)通路進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤作用，通過(guò)活化絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)信號(hào)通路，抑制蛋白質(zhì)絲氨酸-蘇氨酸激酶(protein-serine-threonine kinase，AKT)細(xì)胞信號(hào)通路，激活線粒體凋亡通路，降低連環(huán)蛋白(catenin)水平，激活半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶(cystein-asparate protease，Caspase)-9、Caspase-3，上調(diào)視黃酸受體(retinoic acid receptors，RXR)表達(dá)，通過(guò)影響細(xì)胞間隙連接蛋白以及通訊功能，抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，加快其凋亡，也可通過(guò)抑制腫瘤組織血管的形成產(chǎn)生抗腫瘤作用[30-31]。

2 硒與茶多酚對(duì)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的調(diào)節(jié)

2.1 核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2)/抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response element，ARE)信號(hào)通路

硒與茶多酚可通過(guò)調(diào)節(jié)多種信號(hào)通路發(fā)揮作用。Nrf2/ARE通路是調(diào)節(jié)抗氧化機(jī)制的重要通路，在未被激活時(shí)，Nrf2與Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1(Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1)結(jié)合，激活的Nrf2與Keap1解離，結(jié)合ARE，進(jìn)而啟動(dòng)抗氧化等基因的轉(zhuǎn)錄，如GSH-Px、超氧化物歧化酶(SOD)、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)脫氫酶1等抗氧化酶等[32]，研究發(fā)現(xiàn)，EGCG能誘導(dǎo)增加Nrf2的轉(zhuǎn)錄活性，提高與ARE的結(jié)合能力，繼而上調(diào)含硒酶GSH-Px和TrxR的表達(dá)[33]，當(dāng)體內(nèi)硒含量充足時(shí)，EGCG可直接誘導(dǎo)TrxR1基因的表達(dá)，而使Nrf2不被激活，當(dāng)硒缺乏時(shí)，Nrf2被EGCG激活[18]，同時(shí)，硒也可激活Nrf2信號(hào)通路[26]。

2.2 MAPK信號(hào)通路

MAPK信號(hào)通路參與細(xì)胞的炎癥、應(yīng)激等過(guò)程，可被應(yīng)激、炎性細(xì)胞等激活，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的產(chǎn)出。MAPK通路通過(guò)MAPK、MAPK激酶和MAPK激酶激酶三級(jí)級(jí)聯(lián)調(diào)控。MAPK信號(hào)通路主要有3條途徑：細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinases，ERK)、p38絲裂原激活蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinases，p38)、Jun氨基末端激酶(jun N-terminal kinases，JNK)[34]。硒可通過(guò)調(diào)控MAPK信號(hào)通路，下調(diào)TNF-α、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)基因的表達(dá)，發(fā)揮抗炎作用[35]。Ma等[36]研究表明，茶多酚通過(guò)激活MAPK磷酸化緩解氧化應(yīng)激對(duì)牛乳腺上皮細(xì)胞的損傷；Siddiqui等[37]發(fā)現(xiàn)，EGCG可通過(guò)激活ERK1/2，抑制人前列腺癌細(xì)胞活性。

2.3 NF-κB信號(hào)通路

NF-κB通路可調(diào)控免疫和炎癥反應(yīng)，NF-κB蛋白家族通過(guò)與順式調(diào)控區(qū)的DNA位點(diǎn)結(jié)合，形成異型和同型二聚體，未被激活的NF-κB二聚體通過(guò)與NF-κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB)結(jié)合在細(xì)胞中，當(dāng)有刺激源時(shí)，IκB激酶復(fù)合物通過(guò)激活I(lǐng)κB進(jìn)而激活NF-κB，進(jìn)行靶基因的轉(zhuǎn)錄[38]。研究顯示，硒與茶多酚能激活NF-κB通路，進(jìn)而上調(diào)前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)及血栓素2(thromboxane 2，TXA2)的表達(dá)，PGE2和TXA2是活化巨噬細(xì)胞的物質(zhì)，以此調(diào)節(jié)免疫功能[22,39]。

2.4 磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositide 3-kinase，PI3K)-AKT信號(hào)通路

胞內(nèi)PI3K-AKT參與細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取等功能，PI3K是特殊的胞內(nèi)脂質(zhì)激酶，其活化可磷酸化質(zhì)膜上的磷脂酰肌醇環(huán)，產(chǎn)生的3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇與AKT結(jié)合使其激活，繼而磷酸化多種酶和轉(zhuǎn)錄因子對(duì)相應(yīng)功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，如激活細(xì)胞色素C(cytochrome C，Cyt C)，激活Caspase-3，致使細(xì)胞凋亡，也可以調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)[40-41]。硒和茶多酚可誘導(dǎo)PI3K-AKT，降低氧化應(yīng)激對(duì)細(xì)胞的損傷以及抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)[38,42]。

茶多酚與硒通過(guò)調(diào)控多條信號(hào)通路參與機(jī)體的生長(zhǎng)代謝發(fā)育。研究證實(shí)Nrf2是AKT的靶蛋白之一，MAPK也可激活Nrf2，硒與茶多酚可調(diào)控PI3K-AKT及MAPK信號(hào)通路，也可通過(guò)這2條信號(hào)通路進(jìn)一步激活Nrf2[43-44]，二者通過(guò)多條信號(hào)通路及通路間的相互作用，協(xié)同發(fā)揮抗氧化、免疫、抗腫瘤等功能，但硒與茶多酚發(fā)揮協(xié)同作用的機(jī)制研究尚需深入探究。

3 硒與茶多酚在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 硒在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

硒作為飼料添加劑添加到飼糧中，可提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能、產(chǎn)品品質(zhì)、抗氧化以及免疫功能，有機(jī)硒的效果通常大于無(wú)機(jī)硒。表1為硒在動(dòng)物生產(chǎn)中的部分研究成果[45-51]。

3.2 茶多酚在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

茶多酚可促進(jìn)動(dòng)物的生產(chǎn)性能，提高產(chǎn)品品質(zhì)，如改善肉品質(zhì)和蛋品質(zhì)，提高抗氧化能力，調(diào)節(jié)動(dòng)物體脂質(zhì)代謝。茶多酚在動(dòng)物生產(chǎn)中的部分研究成果見表2[52-56]。

3.3 硒與茶多酚在動(dòng)物生產(chǎn)中的聯(lián)合應(yīng)用

目前，硒與茶多酚的聯(lián)合應(yīng)用已有的研究顯示，二者具有協(xié)同作用，配伍效果優(yōu)于單一物質(zhì)，但目前關(guān)于兩者的協(xié)同作用機(jī)制探討相對(duì)較少。李衛(wèi)春[57]指出，硒與茶多酚組合可降低肉雞胸肌紅度(a*)、亮度(L*)值，提高黃度(b*)值，提高肉品質(zhì)以及血漿中抗氧化酶(GSH-Px、SOD等)活性，降低氧化物黃嘌呤氧化酶(XOD)活性，且二者具有交互作用，飼糧中硒和茶多酚添加水平分別為0.15、200 mg/kg可提高雞肉的抗氧化能力，延長(zhǎng)雞肉的貨架期。Long等[58]研究酵母硒與茶多酚對(duì)于武昌魚的影響發(fā)現(xiàn)，飼料中酵母硒與茶多酚添加水平分別為0.5、50 mg/kg可促進(jìn)武昌魚的生長(zhǎng)、抗氧化性能及組織的恢復(fù)能力，且效果優(yōu)于添加單一的酵母硒或茶多酚。龍萌等[59]研究顯示，在飼料中添加酵母硒和茶多酚的影響下，團(tuán)頭魴魚的生長(zhǎng)性能以及魚體抗病原菌的感染力均顯著提高，餌料系數(shù)顯著下降，且二者聯(lián)用具有互作效應(yīng)，同時(shí)，兩者均具有抗氧化作用，可誘導(dǎo)相關(guān)抗氧化基因表達(dá)，當(dāng)兩者聯(lián)用時(shí)，對(duì)抗氧化功能具有協(xié)同作用，可提高銅鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)和過(guò)氧化氫酶(CAT)的基因表達(dá)，綜合分析，對(duì)于團(tuán)頭魴幼魚，飼料中酵母硒和茶多酚適宜添加水平分別為0.5和50 mg/kg。

表1 硒在動(dòng)物生產(chǎn)中的部分研究成果

表2 茶多酚在動(dòng)物生產(chǎn)中的部分研究成果

續(xù)表2動(dòng)物Animals水平Levels研究結(jié)果Research results參考文獻(xiàn)References仔豬Piglets添加500 mg/kg氧化應(yīng)激條件下,茶多酚能緩解仔豬的生長(zhǎng)抑制,促進(jìn)CD4+/CD8+比值的升高及T淋巴細(xì)胞的增殖和活化,減弱氧化應(yīng)激帶來(lái)的損傷Deng等[53]肉雞Broilers口服0、80、160 mg/kg BW茶多酚顯著降低肉雞肝臟的脂質(zhì)含量,提高了磷酸化絲裂原活化蛋白激酶水平,改變了脂肪代謝酶的mRNA水平和酶活性,茶多酚可通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路調(diào)節(jié)肉雞肝臟脂質(zhì)代謝Huang等[54]蛋雞Laying hens添加150、200、250、300、350 mg/kg飼糧添加300 mg/kg茶多酚可提高血清中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性,對(duì)蛋雞整個(gè)產(chǎn)蛋期生產(chǎn)性能和雞蛋品質(zhì)無(wú)負(fù)面影響,但能穩(wěn)定降低雞蛋蛋黃膽固醇含量,降幅為20%左右盧垚[55]蛋雞Laying hens添加200 mg/kg茶多酚可提高蛋雞產(chǎn)蛋性能,改善料蛋比、蛋品質(zhì)以及內(nèi)臟形態(tài)Wang等[56]

4 小 結(jié)

硒與茶多酚均具有抗氧化、免疫、抗腫瘤等作用，共同調(diào)節(jié)多條信號(hào)通路，其聯(lián)合應(yīng)用可改善動(dòng)物體的生長(zhǎng)性能、抗氧化功能、免疫功能等，在大部分的研究中，二者的聯(lián)合應(yīng)用效果優(yōu)于單一物質(zhì)，但關(guān)于硒與茶多酚聯(lián)合發(fā)揮功能的許多機(jī)制尚未清晰，如二者發(fā)揮抗氧化功能與免疫功能的機(jī)制尚未完全清楚，其聯(lián)合應(yīng)用對(duì)動(dòng)物腸道健康的影響尚未明了，對(duì)不同動(dòng)物的配伍劑量尚需進(jìn)一步研究。鑒于目前二者聯(lián)用的良好效果，并隨著研究的不斷深入，硒與茶多酚的聯(lián)合應(yīng)用在動(dòng)物生產(chǎn)中擁有廣闊的前景。