β-葡聚糖(BGL)是由D-葡萄糖单体通过β-糖苷键连接而成的功能性多糖,具有抗炎、降血糖血脂、抗氧化等多种生物学活性。BGL广泛存在于细菌、真菌及谷物细胞壁中。此外,微生物发酵产生的次级代谢物也是BGL的重要来源。Agrobacterium sp.ZX09是一株分离于盐土的耐盐菌,能胞外分泌大量β-(1,3)-葡聚糖。目前有关其生物学活性及在动物生产上的应用却鲜有报道。本试验首先通过IPEC-J2细胞体外培养,研究Agrobacterium sp.ZX09来源的BGL对产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)诱导的IPEC-J2细胞损伤的保护效应;在此基础上进一步以ETEC攻毒仔猪为模型,研究BGL对仔猪生长性能、肠道炎症反应及屏障功能的影响,初步揭示其缓解仔猪肠道炎性损伤可能机制。体外试验采用2×2设计,设4个处理组,即:对照组(CON)、BGL组(50μg/m L BGL)、ETEC组(1×10~6CFU/m L ETEC)、EBGL组(50μg/m L BGL+1×10~6CFU/m L ETEC),BGL预处理细胞6 h后利用ETEC攻毒,2 h后收集细胞;体内试验则选取32头21日龄“杜洛克×长白×大白”三元杂交公猪,根据体重分为4组(n=8):对照组(基础饲粮,CON)、ETEC组(基础饲粮+ETEC)、BGL组(基础饲粮+500 mg/kg BGL)、EBGL组(基础饲粮+ETEC+500 mg/kg BGL),试验期28天。试验第26天,攻毒仔猪灌喂100 m L含ETEC的Luria-Bertani(LB)培养基(1×10~(10)CFU/m L),其余仔猪灌服等体积LB培养基。试验第29天早上,所有仔猪灌服D-木糖(0.1 g/kg BW),1小时后屠宰取样用于肠道组织形态、细胞凋亡等分析,结果如下:(1)ETEC攻毒增加IPEC-J2细胞总凋亡率(P<0.05),但BGL预处理可显著降低ETEC诱导的IPEC-J2细胞早期凋亡、晚期凋亡和总凋亡率(P<0.05),下调凋亡关键分子含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(Caspase 3)和Caspase 9表达水平(P<0.05);此外,BGL显著下调攻毒细胞肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)及炎症反应关键转录因子Toll样受体4(TLR4)和核因子-κB(NF-κB)基因表达水平(P<0.05)。(2)饲粮添加BGL对未攻毒仔猪平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和主要养分表观消化率无显著影响(P>0.05);ETEC攻毒降低仔猪ADG(P<0.05),但饲粮添加BGL有改善攻毒仔猪ADG的趋势(0.05
Bioactive ingredients空肠绒毛高度(P<0.05),但BGL显著提高攻毒仔猪十二指肠、空肠和回肠绒毛高度,以及空肠绒隐比(V/C)(P<0.05);此外,饲粮添加BGL显著提高攻毒仔猪空肠上皮闭锁小带蛋白1(ZO-1)的丰度(P<0.05)。(5)饲粮添加BGL可提高未攻毒仔猪十二指肠和回肠麦芽糖酶活性(P<0.05);ETEC攻毒降低仔猪十二指肠和空肠粘膜麦芽糖酶、乳糖酶和蔗糖酶活性,但饲粮中添加BGL可显著提高攻毒仔猪十二指肠和空肠麦芽糖酶和蔗糖酶、以及回肠麦芽糖酶活性(P<0.05)。(6)ETEC攻毒增加仔猪回肠丙二醛KPT-330核磁(MDA)含量,显著降低十二指肠谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、空肠总抗氧化能力(T-AOC)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性以及回肠过氧化氢酶(CAT)活性(P<0.05),但饲粮添加BGL显著降低攻毒仔猪小肠粘膜MDA含量、提高十二指肠CAT,以及回肠GSH-Px和T-SOD活性(P<0.05)。(7)ETEC攻毒增加仔猪空肠细胞凋亡率,但饲粮添加BGL显著降低攻毒仔猪空肠早期凋亡和总凋亡率(P<0.05),下调空肠Caspase 9和Bcl-2相关X蛋白(Bax)以及回肠Caspase 3和Caspase 9基因表达水平(P<0.05)。此外,BGL显R428体内著降低空肠上皮G1期细胞数量,增加S期数量(P<0.05)。(8)ETEC降低攻毒仔猪空肠分泌型免疫球蛋白A(s Ig A)阳性细胞丰度,但饲粮中添加BGL显著提高攻毒仔猪空肠s Ig A阳性细胞丰度(P<0.05),下调攻毒仔猪空肠粘膜TLR4、骨髓分化主要反应蛋白88(My D88)和NF-κB,以及空肠和回肠粘膜TNF-α和白细胞介素-6(IL-6)基因表达水平(P<0.05)。(9)饲粮添加BGL提高攻毒仔猪盲肠和结肠乳酸杆菌,以及结肠芽孢杆菌丰度(P<0.05),增加盲肠和结肠丙酸浓度(P<0.05)。上述结果表明,饲粮添加BGL可改善ETEC攻毒仔猪生产性能,缓解其诱导的肠道屏障损伤,其机制可能与抑制肠道上皮炎症反应、提高肠道免疫和抗氧化能力以及改善仔猪肠道菌群有关。