表达表皮生长因子的乳酸球菌对早期断奶仔猪生长性能和肠道形态学结构的影响
2013-09-23槐玉英纪少丽赵海全刘为民梁梓森
槐玉英,纪少丽,李 明,赵海全,刘为民,梁梓森
[1.华南农业大学兽医学院,广东 广州510642;2.佛山科学技术学院生命科学学院,广东 佛山528231;3.比利美英伟营养饲料(深圳)有限公司,广东 深圳518103]
为提高母猪的繁殖力和利用率,仔猪早期断奶技术现已被广泛应用。断奶仔猪受到营养、环境、心理、猪群结构等方面的应激,影响仔猪的正常生长,给养猪业经济效益带来重大影响。因此,如何减少早期断奶仔猪心理应激,避免胃肠黏膜损伤,促进肠道发育成熟,就成为早期断奶仔猪护理上的一个重大问题。
表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)最早是由雄鼠颌下腺分离获得,是中、外胚层细胞一种强有力的有丝分裂原,在促进肠道黏膜上皮细胞的增殖和分化,减轻多种因素对胃肠道结构的损害,维持胃肠道结构和功能的完整等方面,均表现出良好的效果[1-3]。Shen[4]等研究表明,幼猪口服 EGF之后,在肠道仍保留其生物学活性,在胃和近段小肠内容物中与EGF受体结合能力仍保持较高水平,只是在远端小肠腔内明显下降。对EGF受体在肠上皮细胞中分布的研究也表明,EGFR不仅分布于小肠上皮细胞的肠腔一侧,也分布于该类细胞的基底面一侧[5],这对于使用EGF作为一种饲料添加剂提供了极大的可能性。乳酸球菌是一种非病原,无侵袭性,不定植的革兰阳性乳酸菌,已被广泛用作细菌载体,并被用于许多食品添加剂中,对人和动物健康有利[6]。本试验采用高效表达猪源性EGF的乳酸球菌饲喂断奶仔猪,观察其对仔猪生产性能和小肠黏膜形态的影响,以期为EGF广泛应用于饲料行业提供试验数据。
1 材料与方法
1.1 试验动物及试验设计 选择19~21日龄健康无病的断奶仔猪108头,公/母猪各半,按体重相近、性别比例相同的原则随机分4个处理组,每组3个重复,每个重复9头。4个处理分别为:HE、HM、LE、LM,饲料成分见表1。14d后每个重复随机选取2头,共24头,进行屠宰,采样。EGF-LL由加拿大圭尔夫大学提供,其制备方法如先前所述[7]。
1.2 试验日粮与饲养管理 试验主要的基础日粮组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平
建立统一的饲喂日程,且在将培养液投放给猪时猪处于饥饿状态。第1周每日饲喂60mL,第2周每日饲喂80mL。HE组和LE组所喂培养液含游离的EGF均约为4μg/mL,也含转染了猪EGF表达质粒的活乳酸球菌(EGF-LL),而 HM 组和LM组则仅喂等体积的M17培养液[7]。
1.3 样本采集 所有仔猪在试验第0、7、14天和第15天均进行称重。于第15天时每一重复随机选取2头仔猪,处死并剖检,取出含内容物的小肠称重,并测量小肠长度。于小肠最前端、距最末端1m和最末端处各剪取一段作为十二指肠、空肠和回肠样本,每段样本长度约为6cm,去除内容物,投入4%中性甲醛(pH值7.4)固定液固定至少3d,其间于翌日换液1次。
1.4 组织切片制作 小肠各段样品至少固定3d,自来水流水冲洗,然后梯度乙醇脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,制作5μm厚切片,苏木素-伊红(H.E.)染色,中性树胶封片。
1.5 观察及测量 每头仔猪每个肠段取4张切片,在光镜下每张切片选取10个视野。每个视野取1最长走向平直伸展良好的绒毛,用Tiger图像分析软件测量绒毛高度,腺窝深度。
1.6 数据统计 试验数据用SPSS 17.0统计软件进行One-Way ANOVA分析比较各组的差异显著性差异,显著者用LSD法进行多重比较。
2 结果
2.1 各处理仔猪的生产性能 各组仔猪初重均无显著差异(P>0.05),第2周中HE组的平均日增重(average day gain,ADG)显著高于 LM 组(P<0.05);第2周时饲料转换率LE组的略高于LM组。各组间的器官指数和腹泻率均无差异(具体数据文中未列出),如表2。
表2 口服EGF及EGF-LL对断奶仔猪体重的影响 (mean±SD)
2.2 各处理仔猪小肠各段的组织形态测量 HE组,HM组和LE组十二指肠和空肠绒毛高度极显著高于LM组(P<0.01),LE组十二指肠和空肠的绒毛/腺窝(V/C)的值极显著高于 LM 组(P<0.01),空肠的HE组中腺窝深度和比值显著大于HM 组(P<0.05),均见表3。
表3 口服EGF及EGF-LL对断奶仔猪小肠各段组织形态的影响 (μm)
3 讨论
断奶应激会使仔猪肠绒毛萎缩,腺窝增生,从而导致了消化道消化吸收功能下降,使断奶仔猪的生长受到影响。通过口服给予EGF可以调节肠道发育,对于减轻肠道的损伤具有十分明显的效果[8]。O′laughlin等指出,给乳鼠口服或腹腔内注射EGF,发现胃、胰腺和小肠的重量均明显增加,并促进胰腺和小肠的分泌功能。在早期断奶仔猪中,肠道乳酸菌的浓度减少,导致仔猪更易受病原传染病的影响[9]。试验表明,给断奶仔猪饲喂添加乳酸菌的日粮,可产生积极的生长效应[10]。在给早期断奶小鼠饲喂EGF表达的乳酸菌时,发现体重明显增加,且小肠绒毛高度和腺窝深度也都有明显增加[7]。本试验在整个试验期中处理组的体重相比对照组都有增加但并不显著,第1周内所有处理组的ADG与对照组差异不大,第2周内HE组的ADG就明显高于对照组,且另两组的也有高于对照组的趋势,可能由于试验期比较短使体重增加不显著。其中添加血浆蛋白粉组(高质量饲料的两组)的ADG和饲料转换率均高于未加的(低质量饲料的两组),表明血浆蛋白粉在缓解应激,促进仔猪的生长,提高饲料的利用率方面也具有一定的作用。
断奶应激对仔猪肠黏膜的发育具有很大的影响,绒毛变短,成熟的肠绒毛上皮细胞数量减少,对养分的吸收能力低。而腺窝深度反映了细胞生成率,腺窝变深,表明细胞的成熟率下降,分泌功能减弱。绒毛高度/肠腺高度的比值则综合反映小肠的功能状态。本试验发现,口饲EGF组十二指肠和空肠的绒毛高度和绒毛/腺窝的比值都明显优于对照组,提示了EGF能够有效的减轻因断奶应激对断奶仔猪肠道结构和功能的不利影响,促进肠道修复,使仔猪更快从断奶应激造成的生长抑制中恢复过来。
[1] Ebert T J,Muzi M,Lopatka C W.Neurocirculation responses to sevoflurane in humans.A comparison to desflurane[J].Amesthesiology,1995,83(l):88-95.
[2] Xu R J.Development of the newporn GI tract and its relationt to colostrums miIk intake:a review[J].Reprod fetril Dev,1996,8(1):35-48.
[3] Xu R J.Bioactive Peptides in milk and their biological and health implication[J].Food Rev Int,1998,14(1):1-16.
[4] Shen W H,Xu R J.Stability and distribution of orally administered factor in neonatal pigs[J].Life Sci,1998,63(10):809-820.
[5] 黄晶晶,刘玉兰.表皮生长因子对胃肠道的作用[J].饲料研究,2005(12):14-16.
[6] Reid G,Jass J,Sebulsky M T,etal.Potential uses of probiotics in clinical practice[J].Clin Microbi Rev,2003,16(4):658-672.
[7] Cheung Q C,Yuan Z,Dyce P W,etal.Generation of epidermal growth factor-expressing Lactococcus lactis and its enhancement on intestinal development and growth of earlyweaned mice[J].Am J Clin Nutr,2009,89(3):871-879.
[8] Zijistra R T,Odle J,Hall W F,etal.Effect of orally administered epidermal growth factors on intestine recovery of neonatal pigs infected with rotavirus[J].Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition,1994,19(4):382-390.
[9] Doyle M.Alternatives to antibiotic use for growth promotion in animal husbandry[J].FRI Briefings.Madison(WI),Food Research Institute,University of Wisconsin,2001.
[10]Kremer B.DFM products provide consistent outcomes:producers look for consistently performing feed additives,and research has found that certain direct-fed microbial products can fit this description (direct-fed microbials).Feedstuffs April 24,2006.