不同形态铁在肉仔鸡体组织细胞中的代谢利用及其分子机制研究

In the present project, trials in vivo with intravenous injection of broilers, and in vitro with primarily cultured hepatocytes of broilers, will be conducted to investigate the effects of organic iron (Fe) sources with different chelation strengths and inorganic Fe on the growth performance, biochemical indices in blood, Fe concentrations, ferritin and activities of Fe-containing key enzymes (succinate dehydrogenase, catalase, etc. ), and their mRNA and protein expression levels in the target tissues and primarily cultured hepatocytes of broilers. The objectives of the present project will be to accurately and deeply elucidate the differences among different Fe sources in metabolic utilization in the tissue cells of broilers, and their molecular mechanisms. The outcomes from this project will be of great scientific and practical significances for developing and applying new Fe additives which can be intactly absorbed by the digestive tract and efficiently utilized in order to maximize the growth and development of broilers, and minimize the environmental pollution of Fe excreted by broilers in the broiler production.

本项目拟通过肉仔鸡体内静脉注射试验和体外原代培养肝细胞试验，研究不同络（螯）合强度有机铁与无机铁对肉仔鸡生长性能、血液生化指标、靶组织及原代培养肝细胞中铁含量、铁蛋白和含铁关键酶（琥珀酸脱氢酶、过氧化氢酶等）活性及其mRNA和翻译蛋白表达水平的影响，以准确、深入揭示不同形态铁在肉仔鸡体组织细胞中代谢利用的差异及其分子机制，为我国肉鸡生产中科学研制开发和应用可从消化道完整吸收的高效代谢利用新型铁添加剂，促进肉鸡健康和生长发育，同时减少铁排放对环境的污染，都具有十分重要的理论与现实指导意义。

关于不同络（螯）合强度有机铁在肉鸡体组织细胞水平的代谢利用及其机制研究，在目前的国内外文献中尚未见报道。本项目采用静脉注射法及肉鸡原代培养肝细胞法，直接从体组织细胞水平深入地研究了不同络（螯）合强度有机铁和无机铁在肉仔鸡靶组织细胞中代谢利用的差异及其分子机制，获得了如下创新性研究新成果：(1)发现注射铁在翻译水平上显著上调肉仔鸡肝脏和脾脏铁蛋白（FTH1）的基因表达，且肝脏和脾脏铁蛋白的蛋白表达水平是评价肉仔鸡体内铁营养状况的特异功能敏感指标；(2)添加铁可直接在转录水平显著上调肉鸡肝细胞中琥珀酸脱氢酶和FTH1的基因表达以及在翻译水平上显著上调细胞色素c氧化酶和FTH1的基因表达；(3)极强螯合强度有机铁对肉仔鸡的生物学组织有效性和在肉鸡肝细胞中的利用性最低，弱络合强度有机铁的趋最高，而中等络合强度有机铁和无机硫酸铁的依次次之，提示不同络（螯）合强度的有机铁间在肉仔鸡体组织细胞水平上的代谢途径和特点明显不同，且极强螯合强度有机铁最不利于肉仔鸡体组织细胞对其中铁的利用。以上研究新发现，不仅从分子水平上揭示了铁对肉鸡的一种新的作用机理，而且对于肉鸡生产中科学研制和应用高效代谢利用的有机铁添加剂，以促进肉鸡生长发育，同时减少铁排出对环境的污染，都具有十分重要的理论与现实指导意义。