褪黑激素-IGF-Ⅰ轴在单色光影响鸡胚骨骼肌卫星细胞增殖中的作用

商业人工孵化和人工光照是现代集约化肉鸡生产普遍采用的核心技术。至今商业孵化多沿用黑暗下的人工孵育，而人工光照则限于在出壳后施与光照来提高家禽生产力。我们前期研究发现绿色光能更有效地刺激出壳后肉鸡骨骼肌卫星细胞活化促进肌肉生长。而家禽骨骼肌卫星细胞主要生成于胚胎期，如果提前在孵化期间给予适当的单色光照射可能更有利于家禽骨骼肌的生长，但尚无相关报道。本课题选择在肉鸡孵化期间分别照射红（660nm）、绿（560nm）、蓝（480nm）等不同波长单色光以及白光（400-700nm）和黑暗作对照，探究肉鸡孵化期间施与何种波长光照射更有利于骨骼肌生长，并从细胞与分子水平上阐明单色光影响鸡胚骨骼肌卫星细胞增殖与分化的机制：褪黑激素-IGF-Ⅰ轴作用假说，有助于揭示环境（光色）影响家禽生产性状表达（骨骼肌生长）的内在规律，有望为改变传统的商业孵化模式和合理利用光色提高肉鸡生产性能提供新的突破点。

本试验选用AA肉鸡受精蛋，随机分为红光（660 nm）、绿光（560 nm）、蓝光（480 nm）、白光（400～760nm）照射及黑暗5个处理组，光源为LED灯，光照强度均为15 lx，孵化温度为37℃，孵化期为21 d。通过体内、体外动物试验，系统探究何种波长光照射更有利于鸡胚骨骼肌生长，并从细胞与分子水平上阐明单色光影响鸡胚骨骼肌卫星细胞增殖与分化的机制：褪黑激素-IGF-Ⅰ轴作用假说。主要发现：（1）孵化期间采用15 lx光照度的单色绿光照射可通过促进胚胎后期及出壳早期肉鸡的肌纤维的生长分化，加快肌肉生长发育。（2）绿光照射可显著提高肉鸡胚胎后期和出壳后雏鸡的骨骼肌卫星细胞的数量和增殖活性，促进骨骼肌生长和肌纤维的发育。（3）单色光影响鸡胚后期和出壳后雏鸡的骨骼肌卫星细胞增殖与分化的作用机理可能是通过改变IGF-1的分泌水平及肌肉中IGF-1R mRNA的表达，从而改变卫星细胞HGF、Pax7 和GDF-8 表达和骨骼肌抗氧化功能来实现的。（4）单色绿光照射可促进肉鸡胚胎松果体和视网膜的发育，刺激褪黑激素合成关键酶AANAT酶mRNA的表达，增强褪黑激素分泌及其受体的表达。（5）在鸡胚孵化期间给予绿光刺激，能够显著促进鸡胚肝脏的发育和IGF-1分泌。其机制是单色绿光能促进鸡胚褪黑激素分泌和肝细胞表达褪黑激素受体，褪黑激素选择性地通过Mel1c受体途径抑制肝细胞JAK2/STAT3信号磷酸化，提高抗氧化酶（GSH-Px、T-SOD）表达和肝细胞抗氧化能力，促进抗凋亡蛋白（Bcl-2）表达和肝细胞增殖，影响鸡胚肝细胞发育与IGF-1分泌。（6）孵化期间绿光照射能显著提高鸡胚小肠和法氏囊的发育，促进鸡胚小肠和法氏囊功能的提早成熟，而红光具有一定的抑制作用。光照通过影响褪黑激素受体的表达调节鸡胚肠道和法氏囊细胞因子水平和抗氧化功能进而影响孵化后期鸡胚小肠和法氏囊的发育。（7）在肉鸡胚胎孵化期间，给予单色绿光光照可促进鸡胚脾脏发育和淋巴细胞增殖，其作用与光色信息促进褪黑激素受体表达，选择性经Mel1c受体途径介导，提高脾脏组织的抗氧化功能有关。研究成果获专利1项，已公开发表研究论文19篇，培养毕业博士研究生5人和硕士研究生6人，取得了很好的理论成果和社会效益。