





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (22): 4771-4785.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.22.016
李蕊彤(
), 陈清梅, 徐建芳, 张军民, 司玮(
), 张铁鹰(
)
收稿日期:2025-03-28
接受日期:2025-06-27
出版日期:2025-11-16
发布日期:2025-11-21
通信作者:
联系方式:
李蕊彤,E-mail:lirruitong@163.com。
基金资助:
LI RuiTong(
), CHEN QingMei, XU JianFang, ZHANG JunMin, SI Wei(
), ZHANG TieYing(
)
Received:2025-03-28
Accepted:2025-06-27
Published:2025-11-16
Online:2025-11-21
摘要:
【背景】氧化应激是影响猪肠道健康和生长发育的重要因素,开发天然高效的抗氧化活性物质对提升动物健康水平具有重要意义。甘草次酸(18β-glycyrrhetinic acid,GA)是一种来源于甘草的五环三萜类化合物,具有较强的抗氧化活性。【目的】基于猪肠道类器官构建氧化应激损伤模型,评估GA的抗氧化功能及其潜在机制,为GA作为畜禽饲料抗氧化添加剂的应用提供理论依据。【方法】以仔猪空肠组织为材料,分离并收集肠隐窝,采用三维培养体系构建猪肠道类器官。通过免疫荧光标记肠上皮干细胞及分化标志物(LGR5、β-catenin、Ki67、PCNA、C-Myc、CDX2和Lysozyme),验证类器官具备典型的肠上皮谱系结构。类器官传代培养48 h 后,分别给予0、100、250、500、750、1 000、1 500和2 000 μmol·L-1 H2O2处理类器官3 d,通过观察其出芽率、分支系数及分支情况,并结合EdU掺入试验评估细胞增殖活性,ROS荧光探针检测氧化水平,同时检测Wnt/β-catenin信号通路关键基因(Lgr5、C-myc、Cyclin D1、β-catenin、PCNA和AXIN2)表达水平,筛选建立氧化应激模型的最适H2O2浓度。在此基础上,分别添加10、50和100 μmol·L-1 GA,评价其对猪肠道类器官氧化应激损伤的缓解效果。通过综合分析类器官的形态学指标(出芽率、分支系数及分支情况)、EdU阳性细胞比例、ROS水平,以及Wnt/β-catenin通路关键蛋白(β-catenin、PCNA、LGR5、CDX2)表达水平,探讨GA的抗氧化潜能及其可能的作用机制。【结果】传代培养48 h 后,用1 mmol·L-1 H2O2处理猪肠道类器官3 d可稳定诱导氧化应激损伤,表现为出芽率、分支系数和EdU阳性细胞比例显著下降,Ki67表达下调,ROS水平升高,同时伴随Wnt/β-catenin信号通路异常激活(C-myc表达显著上调)。在正常培养条件下,10、50和100 μmol·L-1 GA均未对类器官的生长状态产生不良影响。在氧化应激条件下,100 μmol·L-1 GA缓解作用最为显著,可显著提高出芽率与分支系数,促进细胞增殖(EdU阳性细胞比例及Ki67表达上调),降低ROS积累水平,并抑制Wnt/β-catenin通路的激活(β-catenin、PCNA和LGR5蛋白表达下调)。【结论】成功构建了猪肠道类器官氧化应激模型,明确了GA在缓解类器官氧化应激损伤中的作用,并初步探讨了其作用机制。GA可通过改善类器官生长状态、促进细胞增殖、降低氧化水平,并抑制Wnt/β-catenin信号通路,发挥其抗氧化作用。本研究为GA在畜禽营养调控中的功能开发与应用提供了理论依据。
李蕊彤, 陈清梅, 徐建芳, 张军民, 司玮, 张铁鹰. 基于猪肠道类器官模型的甘草次酸抗氧化功能及机制研究[J]. 中国农业科学, 2025, 58(22): 4771-4785.
LI RuiTong, CHEN QingMei, XU JianFang, ZHANG JunMin, SI Wei, ZHANG TieYing. Study on the Antioxidant Function and Mechanism of 18β-glycyrrhetinic Acid Using Porcine Intestinal Organoid Model[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(22): 4771-4785.
表1
抗体信息表"
| 抗体 Antibody | 货号 Art. No. | 公司 Company |
|---|---|---|
| anti-β-catenin | 8480S | Cell Signaling Technology |
| anti-CDX2 | 12306S | Cell Signaling Technology |
| anti-Ki67 | 9449S | Cell Signaling Technology |
| anti-C-MyC | 5605S | Cell Signaling Technology |
| anti-PCNA | 13110S | Cell Signaling Technology |
| anti-LGR5 | PA5-87974 | Invitrogen |
| anti-Lysozyme | MA5-32154 | Invitrogen |
| anti-β-actin | ab8226 | Abcam |
| Goat Anti-Mouse IgG H&L (Alexa Fluor® 594) | ab150116 | Abcam |
| Multi-rAb CoraLite® Plus 594-Goat Anti-Rabbit | RGAR004 | Proteintech |
| HRP-Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) | HX2031 | Huaxingbochuang |
| HRP-Goat Anti-Mouse IgG(H+L) | HX2032 | Huaxingbochuang |
表2
引物序列"
| 基因 Gene | 序列号 Accession number | 引物序列 Primer sequence (5' to 3') |
|---|---|---|
| β-actin | XM_021086047.1 | F: CAGGTCATCACCATCGGCAACG |
| R: GACAGCACCGTGTTGGCGTAGAGGT | ||
| Lgr5 | NM_001315762.1 | F: GCTGGCTGCCGTGGATGC |
| R: AGCAGGGCGCAGAGGACAAG | ||
| C-myc | NM_001005154.1 | F: CGGACACGGAGGAGAATGAC |
| R: GCTGCGTTTCAGCTCGTTTC | ||
| Cyclin D1 | XM_021082686.1 | F: GCAGAAGTGCGAGGAGGAGGTCTT |
| R: CGGATGGAGTTGTCGGTGTAGATGC | ||
| β-catenin | NM_214367.1 | F: AAGCCGAGTACTGAAGGTGC |
| R: AAAGCTTGCATTCCACCAGC | ||
| PCNA | NM_001291925.1 | F: GCAGAGCATGGACTCGTCTC |
| R: TTGGACATGCTGGTGAGGTT | ||
| AXIN2 | XM_021066739.1 | F: CTACTCCAAGTGCAAGAGCCA |
| R: GTGCTTTGGGCACCAAACTG |
| [1] |
doi: 10.3382/ps/pey407 pmid: 30371893 |
| [2] |
|
| [3] |
doi: 10.1186/s40104-020-0431-9 |
| [4] |
doi: 10.1186/s40104-021-00595-x pmid: 34140030 |
| [5] |
doi: 10.1186/s40104-021-00592-0 pmid: 34112268 |
| [6] |
|
| [7] |
doi: S0142-9612(18)30828-7 pmid: 30612006 |
| [8] |
doi: 10.1038/nrm3721 pmid: 24326621 |
| [9] |
doi: 10.1038/nature07935 |
| [10] |
doi: 10.1016/j.molmed.2022.02.001 pmid: 35232671 |
| [11] |
|
| [12] |
doi: 10.1038/s41591-024-03489-3 pmid: 39901045 |
| [13] |
doi: 10.1038/s41598-022-05645-6 pmid: 35136073 |
| [14] |
doi: 10.1002/dneu.22828 pmid: 33942547 |
| [15] |
doi: 10.1016/j.schres.2022.06.028 |
| [16] |
doi: 10.1016/j.bioactmat.2023.07.001 pmid: 37534235 |
| [17] |
doi: 10.3390/ijms241813903 |
| [18] |
doi: 10.1186/s40104-023-00851-2 pmid: 37029412 |
| [19] |
doi: 10.1002/jsfa.10904 pmid: 33140438 |
| [20] |
doi: 10.1016/j.phymed.2022.154162 |
| [21] |
doi: 10.3390/medicines6020055 |
| [22] |
doi: 10.3390/antiox13040468 |
| [23] |
doi: 10.1038/s41420-025-02407-x |
| [24] |
doi: 10.1038/s41564-025-01937-5 |
| [25] |
doi: 10.1021/acs.jafc.3c09909 |
| [26] |
|
| [27] |
doi: 10.3389/fphar.2019.00535 pmid: 31156441 |
| [28] |
doi: 10.1016/j.cmet.2024.06.008 pmid: 38971153 |
| [29] |
doi: 10.1002/advs.v11.8 |
| [30] |
doi: 10.1101/gad.1674008 |
| [31] |
doi: 10.1002/pmic.v20.5-6 |
| [32] |
doi: 10.1016/j.jcmgh.2023.07.011 |
| [33] |
|
| [34] |
doi: 10.1021/jf505471a |
| [35] |
|
| [36] |
|
| [37] |
doi: S0034-5288(20)30104-1 pmid: 32199176 |
| [38] |
|
| [39] |
doi: 10.1016/j.jcmgh.2020.11.001 pmid: 33189893 |
| [40] |
doi: 10.1016/j.phymed.2024.155363 |
| [41] |
doi: 10.1038/nmeth.2737 pmid: 24292484 |
| [42] |
doi: 10.2147/JIR.S318327 pmid: 34285541 |
| [43] |
doi: 10.1007/s12275-024-00122-3 |
| [1] | 王薇, 罗春海, 贾红豆, 刘佳金, 李丹阳, 付世新. 谷氨酰胺对氧化应激状态下胎衣不下奶牛内质网应激的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(7): 1451-1462. |
| [2] | 李翔宇, 刘健茁, 胡丹丹, 刘耕瑜, 陈良宇, 李冰, 杜万里, 宋波. 玉米种质资源对瘤黑粉病的抗性评价及生理差异分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(13): 2504-2521. |
| [3] | 张冰, 杨燕燕, 冯前会, 施雯, 方肄臻, 黄佳宝, 石德顺. 亚硒酸钠对猪卵母细胞体外成熟及其胚胎发育潜能的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(17): 3482-3493. |
| [4] | 崔红杰, 卢春亭, 潘丽琴, 胡会, 钟佩云, 朱洁莹, 张凯照, 黄小红. 姜黄素通过SIRT1/FOXO1通路缓解玉米赤霉烯酮诱导的猪肾上皮细胞氧化损伤[J]. 中国农业科学, 2023, 56(5): 1007-1018. |
| [5] | 郗蒙雪, 沈丹, 石一凡, 李春梅. TBHQ对鸡舍PM2.5诱导鸡胚肺组织细胞焦亡、坏死和炎症损伤的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(4): 779-787. |
| [6] | 陶文静, 张子婷, 刘媛, 宋丹, 李向臣. N-乙酰半胱氨酸对双酚A诱导的猪肾细胞凋亡和炎症反应的抑制作用[J]. 中国农业科学, 2023, 56(3): 549-558. |
| [7] | 张楠, 韩光杰, 刘琴, 李传明, 祁建杭, 陆玉荣, 夏杨, 徐健. 稻纵卷叶螟转录因子CncC对杆状病毒CnmeGV感染的响应及功能[J]. 中国农业科学, 2023, 56(13): 2491-2503. |
| [8] | 杨昌沛,王乃秀,汪锴,黄子晴,林海烂,张莉,张晨,冯露秋,甘玲. 外源性γ-氨基丁酸抵抗仔猪氧化应激的效果及机制[J]. 中国农业科学, 2022, 55(17): 3437-3449. |
| [9] | 姜春晖,孙旭东,唐燕,罗胜缤,徐闯,陈媛媛. 姜黄素通过Nrf2信号通路对H2O2诱导奶牛乳腺上皮细胞氧化应激的缓解[J]. 中国农业科学, 2021, 54(8): 1787-1794. |
| [10] | 吕楚阳,邓平川,张晓丽,孙钰超,梁五生,胡东维. 低温诱导稻曲病菌菌核形成的转录组学分析[J]. 中国农业科学, 2020, 53(22): 4571-4583. |
| [11] | 李函彤,甲承立,张书文,芦晶,逄晓阳,刘鹭,吕加平. 硫对酵母生物富铬过程中铬胁迫的缓解作用[J]. 中国农业科学, 2019, 52(6): 1078-1089. |
| [12] | 汤琴, 邓媛元, 张瑞芬, 张雁, 张名位, 魏振承, 唐小俊, 刘磊, 遆慧慧, 马永轩. 苦瓜水提物对拘束应激小鼠脂代谢紊乱的改善作用[J]. 中国农业科学, 2014, 47(16): 3300-3307. |
| [13] | 赵娇, 周招洪, 梁小芳, 毛湘冰, 陈代文, 余冰. 葡萄籽原花青素及维生素E对氧化应激仔猪生长性能、 血清氧化还原状态和肝脏氧化损伤的影响[J]. 中国农业科学, 2013, 46(19): 4157-4164. |
| [14] | 崔志文, 黄琴, 黄怡, 吴红照, 文静, 李卫芬. 鼠李糖乳酸杆菌对Caco-2细胞抗氧化功能的影响[J]. 中国农业科学, 2011, 44(23): 4926-4932. |
| [15] | 汪纪仓, 刘学忠, 袁燕, 裔传卉, 卞建春, 刘宗平. 氧化应激在镉致大鼠肝细胞凋亡中的作用[J]. 中国农业科学, 2011, 44(18): 3895-3902. |
|
||