大蒜素对肉仔鸡脂肪代谢及相关基因表达的影响

刘 梅，史 挺，王玉海，郑 美

(1.枣庄学院生命科学学院，山东 枣庄 277160； 2.北京资源集团，北京 102600)

大蒜素对肉仔鸡脂肪代谢及相关基因表达的影响

刘 梅1，史 挺2，王玉海1，郑 美1

(1.枣庄学院生命科学学院，山东 枣庄 277160； 2.北京资源集团，北京 102600)

探讨大蒜素对肉仔鸡脂类代谢及相关基因表达的影响，为揭示大蒜素调节动物脂肪沉积的机理作依据。试验选取体重相近、体格健壮的1日龄AA肉仔鸡(公)96只，随机分成4组，每组设4个重复，每个重复6只鸡。试验期为42 d。在各组基础饲料中分别添加0、200、400、600 mg/kg的大蒜素。结果表明，添加400和600 mg/kg大蒜素的处理组与对照组比较，肉仔鸡腹脂率和肝脂率显著降低(P<0. 05)；而添加200、400及600 mg/kg大蒜素的处理组与对照组比，皮下脂肪厚度和肌间脂肪厚度没有显著的差异(P>0. 05)，但有下降的趋势。400 mg/kg组和600 mg/kg组的甘油三酯、总胆固醇及低密度脂蛋白的含量显著下降(P<0.05)；而高密度脂蛋白水平则呈现出显著的提高(P<0.05)。各浓度添加大蒜素组的游离脂肪酸的水平与对照组相比而言，有降低的趋势，但差异不显著(P>0.05)。添加400 mg/kg或600 mg/kg大蒜素可显著降低AA肉仔鸡肝脏中的乙酰辅酶A 羧化酶、脂肪酸合成酶的mRNA表达水平(P<0.05)；添加600 mg/kg大蒜素组的肉仔鸡肝脏脂蛋白脂酶mRNA水平显著上调(P<0.05)。添加600 mg/kg大蒜素的肉仔鸡腹脂中乙酰辅酶A 羧化酶mRNA表达水平显著低于对照组(P<0.05)，脂蛋白脂酶mRNA水平则显著上升(P<0.05)。大蒜素对肉仔鸡腹脂脂肪酸合成酶mRNA水平无显著影响。

大蒜素；肉仔鸡；脂类代谢；基因表达

大蒜素(Allicin)天然存在于百合科植物大蒜(Allium Sativum L)的鳞茎中。大蒜素呈挥发性油状物，是大蒜的主要生物活性成分，为有机硫醚化合物，其分子式为C6H10S3，化学名为二烯丙基三硫化物，具有浓烈的辛辣味。由于大蒜素本身具有很强的抗菌作用，所以也被称为天然广谱抗生素[1-2]。有关研究表明，在畜禽饲料中添加适量大蒜素能够促进生长、增加生产性能、提高饲料利用率、增强免疫力等[3-4]。有报道，大蒜素具有降低AA肉鸡的血脂和鸡肉、肝脏组织中胆固醇含量的效果[5]。但目前关于大蒜素对肉仔鸡脂肪代谢的研究鲜有报道。本实验旨在研究大蒜素对肉仔鸡脂类代谢及相关基因表达的影响，以初步探究其作用机理，为生产实践提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大蒜素购自北京资源亚太动物药品有限公司，有效质量分数为25%。

AA肉仔鸡购自枣庄市鸡苗孵化场。

1.2 试验动物与试验设计

随机选择同批次孵化出的被毛洁净、体重相近、体格健壮、健康的96只1日龄AA肉仔鸡，分成4个日粮处理组，每个日粮处理组分4个重复，每个重复6只鸡。第1组为对照组，饲喂基础日粮，第2、3、4组分别在日粮中添加200、400、600 mg/kg 的大蒜素。试验期42 d。基础日粮组成及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成及其营养水平(风干基础)

注: 预混料为每千克日粮提供: 维生素A 11 000 IU，维生素D33 025 IU，维生素E 22 mg，维生素K32.2 mg，维生素B11.65 mg，维生素B26.6 mg，泛酸13.2 mg，烟酸22 mg，维生素B63.3 mg，维生素B1213.2 μg，氯化胆碱800 mg，锰220 mg，锌210 mg，铁300 mg，铜40 mg，碘0.82 mg，硒0.36 mg。

1.3 饲养管理

各组饲养管理方式一致。试验期间24 h光照，自由采食，自由饮水。免疫和消毒程序按常规程序进行。

1.4 样品采集与测定

1.4.1血样采集及测定

在试验第42 d于每个处理每个重复选取1 只接近平均体重的鸡, 翅静脉采血5 ml, 3 000 r/min 离心15 min(800型离心机) 制备血清, 装于1.5 ml的eppendorf 管中,置-20℃冰箱中保存备用。血清甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)浓度均采用终点法测定[5-6]。游离脂肪酸(NEFA)采用比色法测定。高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量采用磷钨酸Mg2+法测定，低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量采用肝素-柠檬酸钠沉淀法测定(具体操作参照南京建成生物工程研究所生产的试剂盒说明书进行)。

1.4.2脂肪沉积的测定

屠宰取肝脏、腹脂(腹部与肌胃及肠系膜周围的脂肪)。鸡屠宰后，剥离腹部脂肪和肌胃周围脂肪，肠脂不易剥离，故不计算在内，称重。计算脂肪占体重的百分比。腹脂率=(腹脂重÷活体重)×100%；在尾椎前端、背正中线切开的皮肤转角处(包括皮肤)用游标卡尺测定皮下脂肪厚度；肌间脂肪厚度测定是用游标卡尺测定胸骨剑突末端处脂肪带的宽度。肝脂率= (脂肪重÷ 肝脏重)×100 %。另取腹脂、肝脏样品再投入液氮中保存备用。

1.4.3脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰辅酶A 羧化酶(ACC)和脂蛋白脂酶(LPL) mRNA 表达的测定

TRIZOL法提取总RNA后，用Oligo (dT) 引物和AMV反转录酶进行反转录，RT-PCR反应体系为SYBR Premix Ex Taq，上下游引物和cDNA模板，以18s rRNA为内参，反应程序为：变性95℃，10 s；退火95℃，5 s；延伸60℃，34 s。引物见表2。

表2 脂肪代谢相关酶基因的引物序列

1.5 统计分析

采用SPSS(19.0) 统计处理软件进行数据方差分析，试验结果采用“平均值±标准差”表示。

2 结果

2.1 大蒜素对肉仔鸡脂肪沉积的影响

大蒜素对AA肉仔鸡脂肪沉积的影响如表3所示。由表3可知，AA肉仔鸡日粮中，添加400和600 mg/kg大蒜素的处理组与对照组比较，腹脂率和肝脂率显著下降(P<0. 05)；而添加200、400及600 mg/kg大蒜素的处理组与对照组比，皮下脂肪厚度和肌间脂肪厚度没有显著的差异(P>0. 05)。

表3 大蒜素对肉仔鸡脂肪沉积的影响

注: 同行肩标不同字母者表示差异显著(P<0.05); 含相同字母, 表示差异不显著(P>0.05) 。下同。

2.2 大蒜素对肉仔鸡血清指标的影响

不同浓度大蒜素对肉仔鸡血清指标的影响见表4。由表4可知，AA肉仔鸡日粮中添加大蒜素，与对照组比较，400 mg/kg组和600mg/kg组的甘油三酯、总胆固醇及低密度脂蛋白的含量显著下降(P<0.05)；而高密度脂蛋白水平则呈现出显著地提高(P<0.05)。各浓度添加大蒜素组的游离脂肪酸的水平与对照组相比而言，有降低的趋势，但差异不显著(P>0.05)。

表4 大蒜素对肉仔鸡血清指标的影响

2.3 大蒜素对肉仔鸡肝脏和脂肪组织脂肪代谢有关基因mRNA相对表达水平的影响

添加400 mg/kg或600 mg/kg大蒜素可显著降低AA肉仔鸡的肝脏中的ACC、FAS的mRNA表达水平(P<0.05)；添加600 mg/kg大蒜素组的肉仔鸡肝脏LPL mRNA水平显著上调(P<0.05)。添加600 mg/kg大蒜素的肉仔鸡腹脂中ACC mRNA表达水平显著低于对照组(P<0.05)，LPL mRNA水平则显著上升(P<0.05)。大蒜素对肉仔鸡腹脂FAS mRNA水平无显著影响(P<0.05)。大蒜素对肉仔鸡肝脏中脂肪代谢有关基因mRNA相对表达水平的影响，见图1。大蒜素对肉仔鸡腹脂中脂肪代谢有关基因mRNA相对表达水平的影响，见图2。

图1 大蒜素对肉仔鸡肝脏中脂肪代谢有关基因mRNA相对表达水平的影响

图2 大蒜素对肉仔鸡腹脂中脂肪代谢有关基因mRNA相对表达水平的影响

3 讨论

大蒜素中活性成分有丙基二硫化丙烯、二硫化二丙烯、三硫化二丙烯等多种挥发性含硫有机物质，由它们来降低生物机体的血脂[7]。其作用的大小与机体合成量减少有关，主要途径是通过降低HMG-CoA还原酶与7α-胆固醇羟化酶的活性，从而发挥降脂作用[8]。另一方面，大蒜硫醚与氧化型谷胱甘肽反应，导致还原型谷胱甘肽生成的产量受限，从而影响到肝脏胰岛素分泌的变化，也可以间接影响肉仔鸡的脂类代谢[9]。肉仔鸡体脂的沉积绝大多数来源于肝脏，脂肪组织的发育则取决于血浆中能利用的甘油三酯的水平[10]。陈常秀等报道，日粮中添加1%、2%大蒜可达到降低AA肉仔鸡血脂和肌肉、肝脏胆固醇效果[9]。本试验结果表明，AA肉仔鸡日粮中，添加400和600 mg/kg大蒜素的处理组与对照组比较，腹脂率和肝脂率显著下降(P<0.05)；而添加200、400及600 mg/kg大蒜素的处理组与对照组比，皮下脂肪厚度和肌间脂肪厚度没有显著的差异(P>0.05)，但有下降的趋势。AA肉仔鸡中添加大蒜素，与对照组比较，400 mg/kg组和600 mg/kg组的甘油三酯、总胆固醇及低密度脂蛋白的含量显著下降(P<0.05)；而高密度脂蛋白水平则呈现出显著地提高(P<0.05)。各浓度添加大蒜素组的游离脂肪酸的水平与对照组相比而言，有降低的趋势，但差异不显著(P>0.05)。这与前人报道结果相一致。这也与大蒜素可影响其它畜禽的血脂代谢的研究相符合。刘超良等研究表明，大蒜素能改善断奶仔猪血清生化指标和生长相关激素水平。大蒜素组血清低密度脂蛋白、总胆固醇含量在断奶后比对照组高(P<0.05)[11]。洪伟等研究报道，50 mg/ kg 和100 mg/ kg 的大蒜素可显著提高宝万斯褐壳蛋鸡血清白蛋白的水平(P<0.05)[12]。

作为生物素依赖的酵素的乙酰辅酶A羧化酶，专门催化生物体内由乙酰辅酶A转变成丙二酰辅酶A的化学反应；而丙二酰辅酶A作为长链脂肪酸合成的前体，并且在脂肪酸的氧化中作为线粒体穿梭系统的调节因子。ACC既是脂肪酸合成的关键酶又是限速酶，对于大多数生物来说它是一个必需酶，在脂肪酸合成和代谢中起重要作用的中间代谢物[13]。脂肪酸合成酶是由7种酶蛋白聚合在一起构成的多酶体系，这7种酶活性都在一条多肽链上，所以属多功能酶。由乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂肪酸，其实是一个重复加成的过程，每次加成延长2个碳原子，FAS催化该加成反应。FAS在能量代谢中发挥着重要作用，对动物体脂生成、沉积起着正调控的作用[14]。本试验表明，添加400 mg/kg或600mg/kg大蒜素可显著降低AA肉仔鸡的肝脏中的ACC、FAS的mRNA表达水平(P<0.05)；添加400mg/kg大蒜素的肉仔鸡腹脂中ACC mRNA表达水平显著低于对照组(P<0.05)，大蒜素对肉仔鸡腹脂FAS mRNA水平无显著影响(P<0.05)。这意味着大蒜素对肉仔鸡的肝脏脂肪合成有一定的影响。

脂蛋白脂酶是由脂肪细胞、骨骼肌细胞、乳腺细胞等实质组织细胞合成的一种蛋白水解酶，其广泛分布于机体的不同组织中。LPL是全部脂质代谢和转运中心的关键酶，它能够使动物机体内甘油三酯降解为甘油和游离脂肪酸，以供机体组织储存和利用，参与各种脂蛋白的代谢并对其进行调控，降解血浆中富含脂质的脂蛋白，LPL表达水平的高低是脂肪蓄积程度的指标[15-16]。本试验结果显示，添加600 mg/kg大蒜素组的肉仔鸡肝脏和腹脂中的LPL mRNA水平显著上调(P<0.05)。这可能意味着大蒜素可能促进脂肪的降解。

4 小结

大蒜素对肉仔鸡脂类代谢的影响效果显著，能降低肉仔鸡的肝脂率和腹脂率，同时能有效降低血清中甘油三酯、总胆固醇及低密度脂蛋白含量；提升高密度脂蛋白水平，同时可显著降低AA肉仔鸡的肝脏中的ACC、FAS的mRNA表达水平；上调肝脏和腹脂的LPL mRNA的表达水平，但对肉仔鸡腹脂FAS mRNA水平无显著影响。这意味着大蒜素对肉仔鸡的肝脏脂肪合成有一定的调控作用，也能够通过LPL促进脂肪的降解，从而影响肉仔鸡的脂类代谢。

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Effectofallicinonlipidmetabolismandrelatedgenesexpressioninbroilers

LIU Mei1, SHI Ting2, WANG Yu-hai1,ZHENG Mei1

(1. College of Life Sciences, Zaozhuang University, Zaozhuang 277160, China； 2 Beijing Resources Group,Beijing 102600, China)

The effect of different allicin supplemental levels in Arbor Acres (AA) broiler feed on lipid metabolism and related genes expression were studied.A total of 96, 1 d old AA broilers were assigned to 4 diet treatments (0, 200, 400, and 600 mg/kg) with 4 replications of 6 birds for 42 d.The results showed that increasing the levels of allicin significantly decreased percentage of liver fat and percentage of abdominal fat (P<0.05),but no significant differences in thicknesses of subcutanceous adipose and intermuscular adipose tissue were observed among the treatments(P>0. 05). Compared with the control group, serum triglyceride (TG), total cholesterol (TC) and low density lipoprotein(LDL-C)concentration were significantly decreased in 400 and 600 mg/kg allicin groups (P<0.05), but the level of high density lipoprotein(HDL-C)was significantly increased (P<0.05).There was a trend of decline of the level of nonesterified fatty acid (NEFA) with the increase of the concentration of allicin among the treatments,but the difference was not significant (P>0.05).In liver of AA broilers,supplementing 400 mg/kg and 600 mg/kg allicin can decrease ACC and FAS mRNA expression(P<0.05); and the expression of LPL in 600 mg/kg allicin group was significantly higher than the control group (P<0.05).In abdominal fat,the level of ACC was declined significantly in 600 mg/kg allicin group(P<0.05) compared with the control group, and the expression of LPL was increased (P<0.05). However, allicin had no influence on the expression of FAS mRNA in abdominal fat.

allicin; broilers; lipid metabolism; genes expression

2017-10-12；

2017-10-25

刘 梅(1976-)，女，副教授，研究方向为动物遗传与营养调控。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.12.014

S816.32,S816.73

A

1003-6202(2017)12-0053-04

舒莲梅)