姜黄素对中速型黄羽肉鸡生长性能、腹脂沉积、抗氧化能力、肝脏脂肪代谢相关酶活性及基因表达的影响

樊祥宇 张富群 黄泰来 曹满湖

(湖南农业大学动物科学技术学院，长沙 410128)

姜黄素是从姜科植物姜黄中提取的β-二酮多酚类化合物，被广泛用作香料、调料和颜料等，源于亚洲[1-3]，在酸性和中性条件下比较稳定，不溶于水，易溶于有机溶剂[4-5]。大量研究表明，姜黄素具有抗炎[6]、抗氧化[7]、抗肿瘤[8-9]、抗病毒[10]、降血糖[11]、降脂[12-13]等功能。已有研究表明，姜黄素具有改善动物生产性能、提高免疫力的作用。添加姜黄素可以显著提高肉鸡的胸腺指数[14]、脾脏指数[15]、抗体和总蛋白水平。姜黄素还具有缓解应激的作用，其原理为通过抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎性因子，阻止其对核转录因子-κB(NF-κB)信号通路的激活，进而减少炎性因子的表达，以起到抑制炎症反应的作用[16]。Galli等[17]研究发现，饲粮中添加姜黄素能改善肉鸡的肉品质，提高抗氧化能力，降低机体的脂质过氧化损伤。另有研究表明，姜黄素有降低体脂沉积和影响动物脂肪代谢的功效，饲粮中添加250和350 mg/kg姜黄素，皖江黄鸡的腹脂率和肝脂率分别降低16.06%、28.47%和15.27%、19.03%；添加350 mg/kg姜黄素能够降低皮下脂肪厚度29.11%[18]。但有关姜黄素如何降低腹脂沉积和脂肪代谢，目前尚无深入研究。

中速型黄羽肉鸡是广受消费者喜爱的肉鸡品种之一，但其腹脂沉积较多，影响了其肉品质和商品性状。因此，如何降低中速型黄羽肉鸡的腹脂沉积，是生产中的一大研究热点。有关姜黄素对肉鸡脂肪代谢的相关研究，尤其是其对肉鸡的腹脂沉积及其作用原理尚未见报道。因此，本试验以中速型黄羽肉鸡为对象，研究姜黄素对其生长性能、腹脂沉积、脂肪代谢相关酶活性及基因表达的影响，探索姜黄素对肉鸡腹脂沉积和脂肪代谢的影响，为姜黄素在改善肉鸡腹脂沉积上的作用提供科学依据和生产参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

中速型黄羽肉母鸡鸡苗购自湖南某生态农业有限公司；姜黄素购自上海某生物科技有限公司，为高纯度级，纯度≥95%(实测值为99.9%)。

1.2 试验设计与饲养管理

本试验于湖南农业大学耘园试验基地进行，试验开展前对鸡舍进行清洁消毒。试验选用28日龄中速型黄羽肉鸡384只，随机分为4个组，每组6个重复，每个重复16羽鸡。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别饲喂在基础饲粮中添加50、100和200 mg/kg姜黄素的试验饲粮。试验从29日龄开始，试验期42 d，分3个阶段进行，分别为29～42日龄、43～56日龄和57～70日龄。基础饲粮组成及营养水平见表1。日常管理参照《商品肉鸡生产技术规程》(GB/T 19664—2005)，先饮水后开食，自由采食和饮水。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.3 样品采集

分别于42、56和70日龄时空腹称重，计算肉鸡的平均日采食量、平均日增重和料重比；称重后屠宰、取样，取血清待测抗氧化指标；取肝脏待测脂肪代谢相关酶活性和基因表达。

1.4 指标测定

1.4.1 腹脂率

腹脂率计算公式如下：

腹脂率(%)=100×腹脂重(g)/[(全净膛
重(g)+腹脂重(g)][19]。

1.4.2 抗氧化指标

分别于42、56和70日龄时，每个重复随机选2只健康肉鸡，颈静脉采血，所采血样3 500 r/min低温离心10 min后吸取上清液分离血清，-80 ℃保存；血清丙二醛(MDA)含量、总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性采用试剂盒测定，试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.4.3 肝脏脂肪代谢相关酶活性

分别于42、56和70日龄时，每个重复随机选2只健康肉鸡，取肝脏样品，研磨，用生理盐水稀释成10%或1%组织匀浆，-80 ℃保存；肝脏脂肪代谢相关酶[脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)和激素敏感性脂肪酶(HSL)]活性采用酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒测定，试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.4.4 肝脏脂肪代谢相关基因表达

提取肉鸡肝脏组织中总RNA并反转录后，进行实时荧光定量PCR。具体步骤如下：将肝脏组织与Trizol匀浆后，用氯仿提取其中总RNA，沉淀、洗涤后，然后用紫外分光光度计测定RNA浓度。使用Prime ScriptTMRT Reagent Kit with gDNA Eraser试剂盒(TaKaRa)，根据说明书对所提取的RNA进行除DNA和反转录，最后以所获得的cDNA为模板，用TB GreenTMPremix Ex TaqTM试剂盒(TaKaRa)按操作说明进行实时荧光定量PCR。通过Primer 5.0软件设计引物，具体引物序列见表2。以β-肌动蛋白(β-actin)为内参基因，根据2-ΔΔCt法对定量结果进行计算分析。

表2 荧光定量PCR中的引物序列

1.5 数据统计分析

试验数据采用SPSS 25.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，结果以平均值±标准差表示，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2 结 果

2.1 姜黄素对中速型黄羽肉鸡生长性能的影响

由表3可知，与对照组相比，饲粮中添加100和200 mg/kg姜黄素显著降低57～70日龄和29～70日龄中速型黄羽肉鸡的平均日采食量(P<0.05)，但对平均日增重和料重比无显著影响(P>0.05)。

2.2 姜黄素对中速型黄羽肉鸡腹脂率的影响

由表4可知，与对照组相比，饲粮中添加50、100和200 mg/kg姜黄素均在一定程度上降低中速型黄羽肉鸡42和56日龄时的腹脂率，但差异不显著(P>0.05)；各姜黄素添加组70日龄时的腹脂率均显著降低(P<0.05)，其中以200 mg/kg姜黄素添加组的腹脂率最低，为2.02%，较对照组降低了37.84%。

表4 姜黄素对中速型黄羽肉鸡腹脂率的影响

2.3 姜黄素对中速型黄羽肉鸡血清抗氧化指标的影响

由表5可知，29～42日龄时，饲粮中添加姜黄素对中速型黄羽肉鸡的血清抗氧化指标无显著影响(P>0.05)。43～56日龄时，饲粮中添加200 mg/kg姜黄素极显著降低中速型黄羽肉鸡的血清MDA含量和SOD活性(P<0.01)。57～70日龄时，饲粮中添加100和200 mg/kg姜黄素极显著降低中速型黄羽肉鸡的血清MDA含量(P<0.01)，显著提高血清GSH-Px活性(P<0.05)；添加200 mg/kg姜黄素显著提高血清T-AOC(P<0.05)；各组间血清SOD活性无显著差异(P>0.05)。

表5 姜黄素对中速型黄羽肉鸡血清抗氧化指标的影响

2.4 姜黄素对中速型黄羽肉鸡肝脏脂肪代谢相关酶活性的影响

由表6可知，与对照组相比，饲粮中添加50和200 mg/kg姜黄素显著降低中速型黄羽肉鸡的肝脏FAS活性(P<0.05)；添加50、100和200 mg/kg姜黄素均显著提高肝脏HSL活性(P<0.05)，肝脏ACC活性有降低趋势，但差异不显著(P>0.05)。

表6 姜黄素对中速型黄羽肉鸡肝脏脂肪代谢相关酶活性的影响

2.5 姜黄素对中速型黄羽肉鸡肝脏脂肪代谢相关基因mRNA表达的影响

由表7可知，饲粮中添加200 mg/kg姜黄素显著降低中速型黄羽肉鸡肝脏ACC的mRNA相对表达量(P<0.05)；饲粮中添加姜黄素对肝脏脂酰辅酶A氧化酶(ACO)、脂蛋白脂酶(LPL)、FAS、肝型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)、过氧化物酶体增殖激活受体α(PPARα)和肉碱棕榈酰转移酶-1α(CPT-1α)的mRNA相对表达量均无显著影响(P>0.05)。

表7 姜黄素对中速型黄羽肉鸡肝脏脂肪代谢相关基因mRNA相对表达量的影响

3 讨 论

姜黄素是从姜黄类属植物中提取的活性成分，主要含精油和脂肪油等挥发油以及姜黄类成分，此外还有糖类、树脂类、脂肪酸、甾醇类、多肽类、生物碱及微量元素[20]，姜黄素在动物生产上作用的发挥主要与其所含的功效性物质和营养物质相关。本研究发现，饲粮中添加姜黄素对中速型黄羽肉鸡的平均日采食量有降低的作用，但对平均日增重和料重比无显著影响，且该作用与肉鸡的日龄存在一定相关性，这说明在中速型黄羽肉鸡生产中，姜黄素对其生长性能的影响与其他快大型品种鸡稍有不同。孙全友等[21]研究表明，饲粮中添加200 mg/kg姜黄素对22～42日龄肉鸡的平均日采食量无显著影响。祝国强等[22]研究表明，饲粮中添加200 mg/kg姜黄素能显著提高肉鸡的全期增重，显著降低料重比。彭翔[23]和杨泰[24]则报道，姜黄素可促进肉鸡生长性能的提高，其作用原理可能与姜黄素增强消化酶活性或刺激肉鸡胃肠道消化酶以提高采食量和饲料消化率有关，基于此，进一步研究姜黄素对不同肉鸡品种采食量或生长性能的影响仍有必要。

姜黄素及其衍生物有降低体脂沉积的功能，能够影响动物的脂肪代谢[25]，但其对腹脂沉积的影响到底如何，作用原理是什么，尚未有深入研究。本试验研究结果表明，饲粮中添加姜黄素能显著降低中速型黄羽肉鸡70日龄时的腹脂率，这可能与生长后期的生长发育特点即脂肪代谢较前期更旺盛有关[26]。这与目前姜黄素在相关方面的研究也具有相似性，Rajput等[27]研究表明，饲粮中添加150和200 mg/kg姜黄素可降低肉鸡的腹脂沉积。另有报道表明，饲粮中添加250和350 mg/kg姜黄素也能显著降低肉鸡的腹脂率[28]。但由于以上研究所选肉鸡品种不一样，姜黄素发挥降脂作用的剂量也不一样，本研究弥补了中速型黄羽肉鸡中尚无姜黄素对其腹脂沉积改善作用的研究空白。

为进一步探索姜黄素对腹脂沉积影响的原理，本试验就姜黄素对中速型黄羽肉鸡的血清抗氧化指标、肝脏脂肪代谢相关酶活性和相关基因表达的影响进行了研究。研究显示，姜黄素对中速型黄羽肉鸡的血清抗氧化指标和脂肪代谢相关指标均有影响。姜黄素可以通过抑制氧化应激产生的活性氧来实现其抗氧化作用，可以清除机体的自由基以达到抗氧化的作用；还可以抑制脂质过氧化，保护脂质和血红蛋白不被自由基损伤，这在其他学者的研究中也有过报道[29]。李婉雁等[30]研究显示，饲粮中添加姜黄粉可提高肉鸡的血清SOD、过氧化氢酶(CAT)和GSH-Px活性，同时降低血清MDA含量。也有研究表明，饲粮中添加250 mg/kg姜黄素可显著提高肉鸡的血清SOD、CAT、GSH-Px活性，显著降低MDA和一氧化氮(NO)含量[31]。彭翔[23]报道认为，饲粮中添加200 mg/kg姜黄素，肉仔鸡1～21日龄和22～42日龄时的血清MDA含量极显著降低，血清SOD和GSH-Px活性极显著提高，抗氧化效果优于抗菌肽和抗生素。Galli等[17]研究也发现，饲粮中添加姜黄素能改善肉鸡的肉品质，提高抗氧化能力，降低机体脂质过氧化损伤。有研究表明，饲粮中添加姜黄素显著提高肉鸡的内源性抗氧化能力，显著抑制脂质过氧化[32]，提高总抗氧化能力，降低氧化应激和炎症反应，提高消化率，从而提高生长性能[33]。本试验结果表明，饲粮中添加200 mg/kg姜黄素显著提高中速型黄羽肉鸡57～70日龄时的血清T-AOC和GSH-Px活性，显著降低血清MDA含量，这与前人的研究一致；添加姜黄素对肉鸡29～42日龄时的血清抗氧化能力无显著影响；添加200 mg/kg姜黄素显著降低43～56日龄时的血清SOD活性，与以上研究结果不完全一致，说明肉鸡的品种、姜黄素的添加剂量和试验周期等都可能影响抗氧化作用的改善。

本研究还显示，饲粮中添加不同水平的姜黄素均显著提高中速型黄羽肉鸡的肝脏HSL活性。这表明姜黄素具有降脂和影响脂肪代谢的作用[34]，其机理可能是通过影响脂肪合成和分解的相关酶活性，进而影响肉鸡的脂肪沉积。本研究同时显示，高剂量的姜黄素(200 mg/kg)能降低中速型黄羽肉鸡肝脏FAS和ACC活性，提高HSL活性，同时降低肝脏FAS和ACC的mRNA相对表达量，减少肝脏脂肪合成，促进脂肪分解。这说明姜黄素是通过FAS、ACC和HSL这3个与脂肪代谢相关基因的表达或脂肪的分解来实现降脂作用的。FAS、ACC和HSL是与脂肪代谢相关的重要酶系。FAS可催化乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A转变成脂肪酸，是脂肪酸合成的关键酶之一，可调控包括蛋白质、碳水化合物、脂肪酸等在内的有机物质的合成与分解[35]。ACC是脂肪酸合成限速酶，它的活性或基因表达的增加可以促进脂肪的合成。HSL是最初发动脂肪组织中甘油三酯分解的关键酶和限速酶，分解脂肪组织中甘油三酯释放出游离脂肪酸，其活性主要受生长激素、促甲状腺激素、胰高血糖素等多种激素的影响。PPARα是与脂肪酸β氧化相关的转录因子，可以调控脂肪酸β氧化相关基因的表达，加快肝脏组织中脂肪酸的氧化速率，从而促进动物体内脂肪代谢[36-38]。ACO、CPT-1α、LPL和L-FABP都是与脂肪酸β氧化分解相关的基因。PPARα可以调控脂肪酸β氧化过程中酶的表达，也可通过刺激CPT-1α和ACO的mRNA表达来调控酶活性[39]。有研究表明，PPARα也可以调控L-FABP的mRNA表达[40]。通过相关因子mRNA表达的调控，PPARα可增加脂肪酸β氧化，抑制脂肪合成，从而促进脂肪代谢。本试验中，姜黄素对脂肪分解相关基因的mRNA表达量均无显著影响，但显著降低与脂肪分解相关酶HSL的活性，以促进脂肪分解；而饲粮中添加200 mg/kg姜黄素能降低脂肪合成相关基因FAS和ACC的mRNA相对表达量。因此，从本试验结果可以推测，姜黄素可以抑制肝脏的脂肪合成，通过HSL促进脂肪分解，对脂肪酸β氧化的调控不明显。

4 结 论

姜黄素能降低中速型黄羽肉鸡的腹脂沉积，其作用原理可能与提高血清抗氧化能力、肝脏HSL活性以及降低肝脏FAS和ACC的mRNA相对表达量有关，从而影响肝脏的脂肪代谢。