李雅琦，王鮮忠，張姣姣

(西南大學動物醫(yī)學院，重慶 400715)

等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)以外的第四種物質(zhì)形態(tài)，由大量電離的活性粒子如帶電離子、自由電子、激發(fā)態(tài)的原子和分子、自由基以及未電離的中性粒子等組成。根據(jù)等離子體產(chǎn)生的溫度，可分為高溫等離子體和低溫等離子體(non-thermal plasma, NTP)。NTP的離子和中性粒子溫度遠低于電子溫度使得整個體系呈現(xiàn)低溫(<40 ℃)狀態(tài)[1]。隨著等離子體技術(shù)不斷深入的研究，NTP已廣泛用于口腔治療[2]、組織再生[3]、皮膚傷口愈合[4-5]和癌癥治療[6-8]等生物醫(yī)學領(lǐng)域。當組織受損后，局部免疫細胞和成纖維細胞會分泌成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor, FGF)、表皮生長因子(epidermal growth factor, EGF)和其它許多生長因子來促進角質(zhì)形成細胞和內(nèi)皮細胞的增殖進而促進組織再生[9]。除生長因子外，活性氧(reactive oxygen species, ROS)也是影響細胞增殖的重要因素。研究表明,低水平ROS通過影響細胞周期蛋白D1(Cyclin D1)促進細胞增殖，而過量的ROS會使DNA和線粒體功能受損，導致細胞周期停止和細胞凋亡[10]。電離輻射和脈沖電磁場等外界因素往往可以通過影響生長因子的釋放和細胞內(nèi)ROS的水平來調(diào)控細胞的增殖。NTP對細胞增殖的影響存在強度和時間依賴性[11]，適宜強度和時間的NTP產(chǎn)生的ROS誘導了 FGF-2 的釋放，進而促進內(nèi)皮細胞增殖；但是在高強度和長時間的條件下，NTP產(chǎn)生大量的ROS則會抑制內(nèi)皮細胞[11]、角質(zhì)形成細胞[12]和成纖維細胞的增殖[13]；此外，相同條件下，低強度和短時間的NTP處理對正常細胞的活性沒有顯著影響，但會誘發(fā)癌細胞出現(xiàn)生長停止和凋亡現(xiàn)象[7]。因此，不同條件的NTP介導細胞增殖和凋亡與其產(chǎn)生的ROS水平的高低有關(guān)。

NTP除了在組織再生、傷口愈合和癌癥治療等生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用以外，目前還主要應(yīng)用于殺菌消毒[14]、生物凈化[15]、疫苗生產(chǎn)[16]和食品加工[17]等方面。本實驗室前期研究表明，適宜條件的NTP處理可以促進雞胚的發(fā)育[18]、提高雞的生長速度和公雞的繁殖性能[19-22]，并影響仔雞睪丸支持細胞的增殖能力[23]。NTP的這些作用可能與其輻射類型(包括電場和紫外線輻射)和產(chǎn)生的成分(ROS、活性氮(reactive nitrogen species, RNS)、生物活性物質(zhì)(NO和H2O2)等)有關(guān)[24]，但其具體的作用機制及其在畜牧業(yè)的潛在應(yīng)用目前還不清楚。因此，本文綜述了NTP對內(nèi)皮細胞、角質(zhì)形成細胞、成纖維細胞、干細胞和惡性腫瘤細胞的影響及可能機制，為NTP應(yīng)用于人和動物的傷口愈合和癌癥治療提供理論依據(jù)。此外，本文還介紹了NTP在畜禽動物的飼養(yǎng)環(huán)境與健康、生長與繁殖性能以及動物食品加工與保存方面的潛在應(yīng)用，有利于促進我國畜牧業(yè)的生產(chǎn)和保障動物食品的安全。

1 NTP在生物醫(yī)學中的應(yīng)用

NTP主要有介質(zhì)阻擋放電(dielectric barrier discharge, DBD)和低溫等離子體射流(non-thermal plasma jet, NTPJ)兩種類型[25]。CINOGY GmbH PlasmaDerm DBD、AdtecSteriPlas?DBD[26]和MED NTPJ[25]是目前已獲得德國CE認證的IIa級醫(yī)療設(shè)備。NTP技術(shù)已廣泛用于殺菌消毒[14, 27]、血液凝固[28]、滅活疫苗制備[16]和口腔治療[2]，此外，由于低強度和短時間的NTP處理具有促進細胞增殖的作用，在臨床上有望應(yīng)用于促進血管生成與組織血管化、傷口愈合與皮膚修復以及組織再生；高強度和長時間的NTP處理具有抑制細胞增殖和促進細胞凋亡的作用，對于癌癥治療和減少疤痕形成具有積極作用(表1)。由此可見，NTP對細胞增殖和凋亡的影響在生物醫(yī)學領(lǐng)域中展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用前景。

2 NTP對皮膚相關(guān)細胞增殖和凋亡的影響

皮膚是機體抵抗外部病原體入侵的第一道屏障，皮膚嚴重損傷時常伴有傷口感染，導致傷口愈合的速度緩慢。目前全世界有超過3 800萬慢性傷口患者[31]，如何促進皮膚傷口愈合仍然是當前皮膚醫(yī)學研究的重要難題。大量研究表明，NTP可以有效促進皮膚修復與傷口愈合[4-5]。傷口愈合是一個精準且復雜的過程，包括止血/炎癥階段、增殖階段和重塑階段，其中增殖階段中內(nèi)皮細胞、角質(zhì)形成細胞和成纖維細胞的大量增殖所形成的新肉芽組織和血管是傷口愈合的關(guān)鍵[32]，因此調(diào)控增殖階段的細胞增殖至關(guān)重要。近年來有大量研究報道NTP可以通過影響內(nèi)皮細胞、角質(zhì)形成細胞和成纖維細胞的增殖來促進傷口愈合[11, 33-35]。

表1 NTP在細胞增殖中的應(yīng)用

2.1 NTP對內(nèi)皮細胞增殖和凋亡的影響

新生血管的形成對于傷口愈合至關(guān)重要。內(nèi)皮細胞是血管內(nèi)壁的主要細胞，多種生長因子包括FGF、血管生成素(angiopoietin, Ang)、血管內(nèi)皮生長因子 (vascular endothelial growth factor, VEGF)及轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor, TGF)對其具有直接或間接調(diào)控作用，可以通過激活并促進內(nèi)皮細胞有絲分裂來誘導其增殖[36]。其中FGF-2可以通過大鼠肉瘤(rat sarcoma, RAS)/絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)途徑與細胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptor, FGFR)結(jié)合，從而調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞的增殖[37]；當VEGF與血管內(nèi)皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor, VEGFR)結(jié)合后，其下游信號分子RAS、MAPK、細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)等發(fā)生磷酸化，促進了血管生成[38]。Kalghatgi等[11]發(fā)現(xiàn)，低強度和短時間的NTP處理可以通過ROS介導FGF-2釋放從而促進內(nèi)皮細胞增殖，但是長時間的處理則造成了內(nèi)皮細胞死亡(圖1)。Arjunan等[35]也發(fā)現(xiàn)，NTP處理以強度依賴的方式使內(nèi)皮細胞產(chǎn)生ROS，然后通過誘導FGF-2的釋放促進內(nèi)皮細胞的增殖、遷移和血管形成。此外，NTP還可以誘導內(nèi)皮細胞生長因子FGF-2、Ang-2和VEGF的分泌以及促進生長因子受體FGFR和VEGFR的表達，進而誘導傷口愈合過程中血管的生成[26](圖2)。

2.2 NTP對角質(zhì)形成細胞增殖和凋亡的影響

角質(zhì)形成細胞是表皮的主要構(gòu)成細胞，其增殖是影響組織修復和再生的主要因素[39]。Wende等[12]發(fā)現(xiàn)，NTP處理時間少于10 s對角質(zhì)形成細胞的活性無明顯影響，但是當處理時間超過30 s后，細胞的數(shù)量及活性會隨著處理時間的增加而降低(圖1)，其主要原因是NTP產(chǎn)生的過量ROS不僅使角質(zhì)形成細胞的增殖停止在G2/M期，并且使DNA發(fā)生氧化損傷從而引起細胞凋亡。H2O2可以通過激活MAPK/ERK通路，誘導人支氣管上皮細胞中白介素-8 (interleukin-8, IL-8)的合成，進而影響細胞活性[40]。MAPK/ERK信號通路可以通過影響G1/S期Cyclin D1、凋亡相關(guān)蛋白和其他效應(yīng)分子的表達來促進細胞增殖和抑制細胞凋亡[41]。研究表明，NTP可以通過產(chǎn)生的ROS與RNS觸發(fā) ERK磷酸化，從而激活Cyclin D1和周期蛋白依賴性激酶，顯著促進了角質(zhì)形成細胞的增殖，進而加速了皮膚傷口的愈合[42](圖2)。此外，細胞內(nèi)K+滲漏也會激活 ERK[43]，Hotta等[44]發(fā)現(xiàn)，NTP可以通過刺激細胞內(nèi)K+滲漏使ERK激活，從而誘導細胞中IL-8 mRNA的表達，進而促進了人角質(zhì)形成細胞的增殖。

圖1 NTP對細胞活性的影響Fig.1 Effects of NTP on the cell activity

圖2 NTP調(diào)控細胞增殖和凋亡的可能機制Fig.2 Possible mechanisms of NTP regulating cell proliferation and apoptosis

2.3 NTP對成纖維細胞增殖和凋亡的影響

在傷口愈合的過程中，增殖的成纖維細胞通過產(chǎn)生和沉積膠原蛋白和纖連蛋白，形成臨時的細胞外基質(zhì)，為傷口愈合過程中組織的增生提供支持和營養(yǎng)，然而成纖維細胞的持續(xù)增殖和細胞外基質(zhì)的過度沉積均會導致肥厚性瘢痕。利用NTP處理人包皮成纖維細胞，發(fā)現(xiàn)H2O2導致PBS緩沖液酸化，從而抑制了成纖維細胞的增殖，這表明NTP可能對過度增生性皮膚疾病具有較好的治療作用[13]。成纖維細胞可以合成和分泌EGF、TGF和FGF等生長因子，這些生長因子可以直接刺激成纖維細胞的增殖[45]。當細胞受到生長因子的作用時，p50/p65/IκBα三聚體上IκBα亞基的殘基發(fā)生磷酸化，已磷酸化的IκBα被泛素化和蛋白酶體降解，使p65發(fā)生磷酸化，進而誘導NF-κB的活化[46]。作為一種DNA 結(jié)合蛋白，NF-κB可以通過增強Cyclin D1的表達來促進細胞從G1期進入S期，研究表明利用NTP處理小鼠成纖維細胞可以誘導ROS的產(chǎn)生，抑制IκB的表達使p65發(fā)生磷酸化，進而激活NF-κB信號通路，增加S期DNA的合成，從而促進成纖維細胞的增殖[29](圖2)。NTP對成纖維細胞的增殖調(diào)控具有時間依賴性，當NTP處理小鼠傷口的時間在10～40 s時，傷口愈合的時間與對照組相比顯著縮短，但處理時間超過50 s時，傷口愈合的效果沒有明顯改善，這可能與NTP產(chǎn)生的ROS和RNS水平有關(guān)[47]。此外，適宜時間的NTP處理還可以通過滅活傷口周圍的細菌來激活傷口組織中的成纖維細胞增殖，最終促進傷口的愈合，但長時間的處理則會導致細胞凋亡或壞死，進而抑制傷口愈合[47]。

總之，較低強度和較短時間的NTP處理有利于皮膚相關(guān)細胞的存活及增殖，但是較高強度和較長時間的NTP處理則會引起細胞停止增殖或細胞凋亡(圖1)。因此，優(yōu)化NTP處理條件有望應(yīng)用于促進皮膚傷口的愈合和抑制皮膚疤痕組織的過度增生。

3 NTP對干細胞增殖的影響

干細胞具有促進受損組織修復和再生的潛力，精準地調(diào)控干細胞的增殖、分化和凋亡環(huán)節(jié)對于再生醫(yī)學和組織工程都至關(guān)重要。干細胞所具有的參與免疫調(diào)節(jié)與細胞因子和生長因子分泌的能力，使其成為治療慢性傷口愈合的潛在工具[48]。已有研究表明，NTP可以通過改變干細胞生態(tài)位界面和直接刺激干細胞兩種方式來促進干細胞的增殖并保持其干性[30]。

3.1 NTP通過改變生態(tài)位界面促進干細胞增殖

生物材料的表面性能對于細胞的附著和增殖十分重要[49]。多能干細胞在疏水性培養(yǎng)皿中的黏附性差，聚苯乙烯作為一種疏水性材料，不能為干細胞提供有利的生長環(huán)境，然而利用NTP處理聚苯乙烯材料后，其表面變?yōu)橛H水性，可以更好地為干細胞提供黏附生長及增殖的條件[50]。Prasertsung等[51]利用NTP處理明膠膜，使其親水性和表面能均提高，更有利于骨髓間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stem cells, MSTs)的附著，進而誘導其增殖。Cámara-Torres等[3]通過NTP處理3D 聚合物熔體增材制造的支架后增加了支架表面的親水性和蛋白質(zhì)吸附力，進而改善了MSTs的分布和增殖。因此，NTP可以改變涂層材料的生物學功能，增強干細胞在培養(yǎng)皿的黏附進而間接促進干細胞增殖。

3.2 NTP通過直接刺激促進干細胞增殖

MSTs具有分化為多種細胞類型(如脂肪細胞、成骨細胞、軟骨細胞和神經(jīng)元)的潛力，但是很難在體外培養(yǎng)中保持其干性。NO作為細胞內(nèi)第二信使，可以通過 PI3K-AKT信號通路激活一氧化氮合酶，進而激活ERK通路，促進干細胞的增殖[52]。Park等[53]發(fā)現(xiàn)，在不影響MSTs干性的情況下，利用NTP直接處理MSTs后，產(chǎn)生的NO能夠激活AKT/ERK通路以及磷酸化NF-κB，進而促進了MSTs的增殖(圖2)。此外，NTP處理還使細胞周期從G1期加速進入到S期，從而顯著提高了MSTs和造血干細胞的增殖[48](圖2)。為了進一步探索NTP促進干細胞增殖的機制，Park等[54]通過全基因組RNA測序發(fā)現(xiàn)，NTP處理產(chǎn)生的NO通過表觀遺傳的方式使細胞因子和生長因子的mRNA和蛋白水平表達上調(diào)，但是凋亡途徑相關(guān)基因的mRNA 和蛋白水平的表達下調(diào)。因此，NTP可以通過直接和間接兩種方式促進干細胞的增殖并保留其干性，這將有利于解決干細胞在再生醫(yī)學和細胞移植等領(lǐng)域的應(yīng)用難題。

4 NTP對腫瘤細胞凋亡的影響

癌癥是全球范圍內(nèi)最主要的死亡原因之一，2020年世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)公布的數(shù)據(jù)顯示，中國大約有450萬新癌癥病例發(fā)生，其中死亡率占65.73%[55]。目前治療癌癥主要通過手術(shù)、化學療法和放射療法3種方式，但是這3種方法都存在一定的局限性。最近已有研究表明NTP有望應(yīng)用于癌癥治療，其原因是NTP可以抑制多種惡性腫瘤細胞的增殖和誘導惡性腫瘤細胞發(fā)生凋亡，并且對正常細胞沒有損傷[56]。

利用相同條件的NTP處理正常的人支氣管上皮細胞和肺癌細胞兩種細胞系，發(fā)現(xiàn)NTP使肺癌細胞的數(shù)量顯著降低，但對正常的支氣管上皮細胞的數(shù)量幾乎沒有影響[56]。對人非小細胞肺癌細胞、人宮頸癌細胞、人肝成纖維細胞瘤細胞和正常的人皮膚成纖維細胞進行NTP處理，發(fā)現(xiàn)NTP對腫瘤細胞的抑制作用比對正常細胞的抑制作用更為顯著[6]。也有研究表明，利用NTP處理培養(yǎng)基后進行癌細胞的培養(yǎng)，其效果與NTP直接處理癌細胞的效果一致。通過NTP處理培養(yǎng)基后進行皮膚鱗狀細胞癌細胞、人乳腺癌細胞系、肺癌細胞系、結(jié)腸癌細胞系和胰腺癌細胞系的培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)NTP以強度和時間依賴性的方式抑制了惡性腫瘤細胞的增殖[57]。無論是直接處理癌細胞還是間接處理培養(yǎng)基后再培養(yǎng)癌細胞，NTP抑制腫瘤細胞增殖的機制與NTP產(chǎn)生的ROS誘導了腫瘤細胞增殖相關(guān)基因的表達失衡有關(guān)[6, 56-57]。

癌細胞中的ROS水平比正常細胞高，與正常細胞相比癌細胞對氧化應(yīng)激更敏感[58]。過量的ROS可以通過誘導DNA損傷與激活腫瘤抑制因子p53引起癌細胞的凋亡[58]。Chang等[59]發(fā)現(xiàn)，利用NTP誘導的口腔鱗狀細胞癌細胞凋亡與DNA損傷和共濟失調(diào)毛細血管擴張突變(ataxia telangiectasia mutated, ATM)/p53信號通路表達的增強使G1期停滯有關(guān)(圖2)。NTP與放療對癌細胞具有協(xié)同抑制作用，其原因是NTP產(chǎn)生的ROS誘導了DNA損傷以及G2/M期停滯，進而使癌細胞發(fā)生凋亡[6]。此外，癌細胞凋亡還可以通過外在的腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)受體家族途徑或內(nèi)在的線粒體途徑，導致含半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase, caspase)級聯(lián)激活，進而引起了細胞凋亡。研究表明NTP所產(chǎn)生的ROS通過激活TNF通路誘導了凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1 (apoptosis signal-regulating kinase 1, ASK1)及其下游 p38 MAPK 或Jun細胞核激酶(Jun nuclear kinase, JNK)的表達，進而啟動caspase-3/7反應(yīng)使黑色素瘤細胞發(fā)生凋亡[60](圖2)。因此，NTP產(chǎn)生的外源性ROS可以誘導腫瘤細胞發(fā)生凋亡，而細胞內(nèi)ROS的水平也是影響細胞信號傳導、細胞增殖和細胞死亡的重要因素。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶2(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 2, NOX2)可以通過NADPH依賴的單電子還原將細胞內(nèi)氧分子還原成超氧負離子，NOX2是細胞內(nèi)ROS的主要來源和細胞內(nèi)直接產(chǎn)生ROS的酶[61]。NOX2產(chǎn)生的細胞內(nèi)ROS可以通過激活ASK誘導p38 MAPK的表達[60]。Ishaq等[62]發(fā)現(xiàn)，NTP處理能夠通過NOX2-ASK1途徑誘導結(jié)直腸癌細胞發(fā)生凋亡(圖2)。

NTP產(chǎn)生的ROS可以直接轉(zhuǎn)運進入癌細胞，當處理時間和強度超過特定閾值時會引起細胞氧化應(yīng)激，使DNA發(fā)生氧化損傷，并誘導細胞凋亡相關(guān)信號通路，導致癌細胞增殖停止和癌細胞凋亡，但對正常細胞的毒性較小甚至沒有毒性。因此，在正常細胞與惡性腫瘤細胞之間存在NTP的最佳處理劑量，使其有望應(yīng)用于癌癥的臨床治療(圖1)。

5 NTP在畜牧業(yè)的潛在應(yīng)用

畜牧業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，環(huán)境污染、抗生素濫用等諸多因素嚴重影響了我國畜牧業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展以及動物和人類的健康安全，尋找提高畜牧業(yè)生產(chǎn)和確保動物源性食品安全的新技術(shù)和新方法，是當前我國畜牧業(yè)健康發(fā)展的迫切需求。NTP作為一種安全環(huán)保且無毒的技術(shù)，在畜牧業(yè)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值[15]。本文主要關(guān)注了其在畜禽動物的飼養(yǎng)環(huán)境與健康、動物生長與繁殖性能、動物食品加工與保存等方面的應(yīng)用。

5.1 NTP改善畜禽飼養(yǎng)環(huán)境與健康

飼養(yǎng)環(huán)境中存在的各種微生物及動物排泄物會增加動物的患病機率，對畜禽飼養(yǎng)環(huán)境進行凈化不僅能夠為動物提供健康舒適的生長環(huán)境，而且有利于減少生物污染。研究表明NTP不僅能夠有效滅活環(huán)境中的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、痤瘡皮膚桿菌、大腸桿菌和鼠傷寒沙門菌[14, 27]，還可以降解空氣中的有害揮發(fā)性有機化合物和氣味[15]。由此可見，NTP具備凈化畜禽飼養(yǎng)環(huán)境的潛力。除了通過改善飼養(yǎng)環(huán)境間接保障畜禽健康以外，還可以通過直接給畜禽注射疫苗來提高其抗病能力，其中滅活疫苗對我國畜牧業(yè)的健康發(fā)展發(fā)揮著越來越大的作用。目前NTP已用于新城疫病毒和H9N2流感病毒滅活疫苗的制備，利用適當時間的NTP處理來滅活病毒，不會破壞其抗原決定簇，并且與傳統(tǒng)的利用劇毒試劑甲醛滅活疫苗相比，NTP可以誘導更高的特異性抗體滴度[16]。因此，NTP有望用于改善畜禽的飼養(yǎng)環(huán)境和保障動物的生命健康。

5.2 NTP提高畜禽生長與繁殖能力

畜禽動物的生長與繁殖性能直接關(guān)系到我國畜牧業(yè)的生產(chǎn)水平和經(jīng)濟發(fā)展。近年來本實驗室利用NTP在家禽的生長與繁殖性能調(diào)控方面做了一系列研究工作[18-23]。利用NTP處理不同胚齡的雞胚，發(fā)現(xiàn)適宜放電電壓和時間的NTP處理HH20期胚胎可以促進雞胚的發(fā)育，但是高劑量的NTP則以劑量依賴的方式破壞了抗氧化信號通路，引起ROS過度積累，降低了胚胎發(fā)育相關(guān)基因和蛋白的水平以及骨骼肌中ATP的濃度，從而導致了雞胚死亡[18]。適宜條件NTP處理的雞胚在孵化后，其日均增重和脛骨長度均顯著提高，研究發(fā)現(xiàn)NTP通過控制線粒體呼吸代謝和抗氧化防御系統(tǒng)來調(diào)節(jié)ATP水平和ROS穩(wěn)態(tài)，并通過調(diào)節(jié)骨骼肌和甲狀腺中生長相關(guān)激素生物合成基因及能量代謝相關(guān)基因的去甲基化水平，提高了甲狀腺激素、生長激素、胰島素樣生長因子等的表達，進而提高了雞的生長速度[19, 22]。

精液品質(zhì)是動物繁殖性能的重要指標，與受胎率、產(chǎn)仔數(shù)量以及后代的成活率等密切相關(guān)[63]。精子DNA低甲基化水平可以促進胚胎的發(fā)育和分化，而高甲基化則會導致精子發(fā)生障礙和精子質(zhì)量缺陷[64]。體內(nèi)外試驗表明，適宜條件的NTP可以通過DNA去甲基化和miRNAs差異表達增加血清睪酮和精子ATP水平，并通過調(diào)控精液ROS穩(wěn)態(tài)和精子線粒體代謝提高了公雞的精液質(zhì)量和繁殖率[20-22]。此外，NTP以劑量依賴的方式通過miR-7450和miR-100靶向調(diào)節(jié)一磷酸腺苷活化蛋白激酶-雷帕霉素靶蛋白信號通路，進而影響了仔雞睪丸支持細胞的增殖，有利于為精子生成提供營養(yǎng)和結(jié)構(gòu)支持[23]。因此，NTP可以應(yīng)用于提高家禽的生長與繁殖性能，但NTP是否能夠促進家畜的生長和繁殖能力目前尚不清楚，處理條件的優(yōu)化及其作用機制還有待更多的研究。

5.3 NTP有利于動物食品加工與保存

新鮮動物食品在儲存期間由于微生物污染容易變質(zhì)甚至腐爛，因此對新鮮的動物食品進行加工可以延長其保質(zhì)期[65]。NTP產(chǎn)生的ROS、RNS和NO在肉制品微生物的滅活和亞硝酸鹽的生成過程中起著關(guān)鍵作用[17]。亞硝酸鹽作為一種食品添加劑，用于腌制肉制品和防止肉毒桿菌、金黃色葡萄球菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌等病原微生物的污染[66]。利用NTP處理來腌制豬肉火腿和香腸，一方面NTP產(chǎn)生的活性物質(zhì)可能直接通過破壞微生物DNA引起微生物的死亡，另一方面NTP處理形成的亞硝酸鹽可以更好地保持豬肉的色澤、風味以及脂質(zhì)氧化特性[17]。同時NTP作為一種安全有效的技術(shù)已應(yīng)用于延長動物食品的保質(zhì)期[67]，利用NTP可以有效滅活新鮮雞肉、豬肉和牛肉上的李斯特菌、大腸桿菌和沙門菌[68-70]，減少牛奶中的大腸桿菌[71]以及雞蛋表面的沙門菌[72]，并且對肉質(zhì)、奶質(zhì)和雞蛋品質(zhì)沒有任何負面影響[70-71]。此外，NTP殺菌消毒的優(yōu)勢在動物食品的密封包裝中也得以應(yīng)用，研究表明利用NTP 可以滅活密封袋中的大腸桿菌[73]，有效延長包裝袋中雞胸肉的保質(zhì)期[67]。因此，NTP能夠在動物食品的加工過程中發(fā)揮重要作用，有利于延長動物食品的保存期限。

6 展 望

隨著NTP技術(shù)的不斷發(fā)展，NTP被越來越多地應(yīng)用于生物醫(yī)學領(lǐng)域，并且在畜牧業(yè)領(lǐng)域也表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。一方面，NTP可以在一定程度上促進皮膚相關(guān)細胞和干細胞的增殖，有利于傷口愈合和組織再生；另一方面，NTP能夠引起惡性腫瘤細胞死亡，有利于癌癥治療。NTP對細胞增殖和凋亡的影響主要是以強度和時間依賴的方式產(chǎn)生ROS、RNS和NO等生物活性物質(zhì)，使細胞內(nèi)的氧化還原平衡發(fā)生了改變，進而通過調(diào)控細胞增殖和凋亡相關(guān)信號通路來發(fā)揮作用。因此，控制NTP處理的強度和時間顯得尤為重要，研究NTP誘導細胞功能變化的分子機制，能夠為NTP應(yīng)用于臨床治療提供依據(jù)。此外，NTP在殺菌消毒、疫苗制備以及改善家禽生長與繁殖能力等方面的作用有望使其應(yīng)用于畜牧業(yè)，但是其處理條件需要進行優(yōu)化，并且其作用機制還有待深入研究，尤其是利用NTP安全精準地調(diào)控畜禽的生長發(fā)育與繁殖性能，將有利于促進我國畜牧業(yè)的健康發(fā)展。