吡咯喹啉醌调节产蛋鸡肝脏线粒体能量代谢的分子机理

吡咯喹啉醌（PQQ）为新型类维生素，具有极强的抗氧化活性和调节哺乳动物线粒体再生功能。产蛋鸡肝脏脂类代谢紊乱发生率高，由此造成的脂肪肝出血综合征严重威胁着蛋鸡业的健康发展。鉴于抗氧化性和线粒体再生对肝脏功能的重要意义，PQQ可能对蛋鸡肝脏健康和预防脂肪肝征具有积极作用。本课题组前期初步研究已证实了这一推测。本项目旨在进一步研究PQQ保护蛋鸡肝脏健康和调控脂肪肝的机理。项目以肝脏线粒体能量代谢为研究核心，采用体外肝细胞培养和人工诱导脂肪肝病理模型的动物试验相结合的方式，从肝细胞的线粒体数量、形态结构和功能变化，线粒体能量代谢关键酶，线粒体活性氧产生，肝脏细胞的线粒体凋亡途径及其上游的细胞信号传导等方面展开研究，系统深入地揭示PQQ对产蛋鸡肝脏线粒体能量代谢调控的分子机理，阐明其对脂肪肝征的预防机制，以期为蛋鸡养殖业有效而安全地控制脂肪肝病提供技术支撑，同时为改善蛋鸡福利提供借鉴。

脂肪肝出血综合征是产蛋鸡的常见和高发病，对蛋鸡养殖业造成巨大经济损失。采用营养调控手段降低脂肪肝征发生，是现代蛋鸡养殖业提高生产性能和经济效益的重要出路。本项目采用细胞培养和动物试验相结合的方式，研究新型类维生素吡咯喹啉醌（PQQ）防制产蛋鸡脂肪肝的效果与机理。在机理探讨方面，采用分光光度法、酶联免疫法、免疫组化法、实时荧光定量PCR及免疫印迹等方法研究肝细胞线粒体数量、形态结构和功能，线粒体能量代谢关键酶，线粒体活性氧产生，肝脏细胞的线粒体凋亡途径及其上游的细胞信号传导，探讨PQQ调控产蛋鸡脂肪肝的作用机理。研究发现，（1）PQQ.Na2对产蛋鸡原代肝细胞的细胞毒性浓度为大于400 nmol/L，开展肝细胞培养研究的适宜浓度为0~200 nmol/L；在脂肪变性肝细胞模型中，PQQ.Na2降低肝细胞内甘油三酯和丙二醛（MDA）含量，降低肝细胞谷丙和谷草转氨酶活性，增加线粒体相对含量，提高核呼吸因子-1（NRF-1）和线粒体转录因子A（mtTFA）基因mRNA表达水平；2）在氧化应激肝细胞中，PQQ.Na2预处理能减少H2O2引起的蛋鸡原代肝细胞死亡，减少氧化应激过程中活性氧的生成、降低MDA含量、提高超氧化物歧化酶（SOD）活性，增加氧化应激肝细胞内线粒体相对含量和提高线粒体功能，PQQ.Na2能提高过氧化物酶体增殖活化受体 γ共激活因子-1α（PGC-1α）、NRF-1、NRF-2和mtTFA基因的mRNA表达水平，激活线粒体合成修复路径，抑制氧化应激；（3）饲粮中添加 PQQ可改善蛋鸡抗氧化能力，有提高蛋鸡产蛋率和蛋品质的趋势；其中 0.01 mg/d·只效果最佳；日粮PQQ.Na2可激活 MAPK 信号通路（ERK1/2 和 p38MAPK），增加抗氧化酶活性、提高 GSH 含量，减轻氧化损伤；（4）日粮PQQ.Na2可显著抑制脂肪肝蛋鸡采食量和料蛋比的升高，抑制鸡蛋品质下降，降低肝脏和血浆总胆固醇和甘油三酯含量，抑制脂肪肝蛋鸡SOD活性降低和MDA含量升高，抑制脂肪肝蛋鸡肝脏线粒体相对含量减少以及柠檬酸合成酶和细胞色素C氧化酶活性降低，增加肝脏线粒体数量和功能，活化肝脏能量代谢关键因子PGC1-α和NRF-2，抑制线粒体凋亡信号通路，调节脂质代谢，预防高能低蛋白饲粮诱发的脂肪肝。研究结果可为PQQ.Na2作为饲料添加剂在产蛋鸡中应用提供理论依据和技术支撑。