饲粮添加不同剂量姜黄素对常温和高温环境下罗曼蛋鸡血液免疫指标的影响

尹朗庭，Muhammad Waseem，谢婷婷，赵君文，孙 卓，宋伊平，冯绮钧，效 梅，张 丽，安立龙

（广东海洋大学滨海农业学院，广东湛江 524000）

家禽遭受热应激会对家禽生产性能和免疫系统产生有害影响，给家禽生产企业带来了巨大的经济损失。许多研究发现，在高温环境下，家禽体内的抗体和体液免疫应答水平降低[1]。免疫球蛋白G（Immunoglobulin G，IgG）可对抗各种细菌、病毒、中和毒性物质和调节过敏反应，是机体再次免疫应答的主要抗体。免疫球蛋白M（Immunoglobulin M，IgM）在机体受病原感染后与补体相结合，溶解病原体，是机体再次免疫应答的主要抗体。有研究表明，较高的环境压力环境会降低IgG、IgM 和白细胞细胞因子相关蛋白的合成，增加炎性细胞因子，增加脾细胞凋亡速度[2]。在高温状态下，下丘脑合成的促肾上腺皮质激素释放激素分泌量增加，促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质，加速合成皮质酮（Corticosterone，CORT），CORT 作为一种糖皮质激素具有抗免疫反应的作用，使体液免疫和细胞免疫功能降低，导致机体免疫机能下降[3]。Lin 等[4]研究表明，热应激会造成肉鸡体内CORT 浓度增加，导致免疫细胞的凋亡，抑制免疫球蛋白的合成，降低机体免疫力。此外，热应激引起的氧化应激导致活性氧（Reactive oxygen species，ROS）大量产生，ROS 是不稳定的代谢产物，通过脂质过氧化和DNA 损伤破坏细胞膜。热应激环境下ROS 的产生会刺激炎性白细胞介素（Interleukin，IL）的分泌，如IL-6、IL-1β 和TNF-α，IL-6、IL-1β 和TNF-α 被认作是炎症基因家族中的中心细胞因子，导致机体免疫力下降[5-7]。

中草药物质通过改善免疫反应、消化酶分泌和抗氧化作用有益于缓解热应激带来的有害影响。姜黄素（Curcumin）是一种总多酚，来源于姜黄，具有抗氧化和抗炎的作用[8]。姜黄素是姜黄植物的重要成分，被认为是一种天然抗氧化剂，它具有多种药理和治疗特性，包括抗氧化特性，脂质过氧化抑制，清除自由基，抗菌，抗炎，抗原生动物，以及作为免疫增强剂的抗病毒和抗肿瘤特性[9,10]。姜黄素添加剂可在恶劣环境下恢复家禽的自由基和抗氧化平衡，同时具有优异的免疫刺激反应[11,12]。补充姜黄素可以通过提高生长速度和增强肉鸡以及蛋鸡中的抗氧化剂和免疫相关生物标志物来减轻环境压力的不利影响[13]。一些研究表明，姜黄素具有不同的免疫增强功能，对外周血单个核细胞具有刺激作用，可以直接或间接地控制许多细胞信号传导生物途径[14]。在许多情况下，姜黄素被认为是抗炎的，可以下调炎性细胞因子和趋化因子，饲粮中添加姜黄素可以增强热应激环境下鸡的抗炎症反应能力和免疫相关基因表达，在鱼类中也检测到姜黄素的抗炎特性[15,16]。从理论上看，在蛋鸡饮食中补充姜黄素粉可以通过增加免疫球蛋白水平来改善免疫反应，但现有的国内外文献中关于姜黄素在蛋鸡饲粮中适宜添加量的相关技术方案尚未见报道。本研究通过探究饲粮中添加姜黄素对高温环境下母鸡免疫指标产生的影响，揭示姜黄素缓解热应激提高罗曼蛋鸡免疫力的机制，为后续推广姜黄素在生产上的使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1 日龄罗曼粉壳蛋鸡购自于广州喜迎珍禽养殖有限公司，饲养至27 周龄。姜黄素购自于西安金绿生物科技有限公司（≥95%）。

1.2 饲养管理

采用3 梯式蛋鸡笼笼养，每笼笼养2 只鸡，每天早上的6:00 和下午18:00 各投料1 次，自由饮水和采食；通过空调、保温灯、抽湿机调节室内温湿度；采用自然光照和人工补光结合的方法，试验期光照强度为10～15Lux，保持每天光照时长 16h（6:00—22:00）；参 照 Lohmann Tierzucht GmbH（Cuxhaven，Germany）罗曼粉壳蛋鸡标准并结合广东当地疫情状况制定并实施免疫程序。

1.3 试验设计

27 周龄、体重相近、健康、产蛋率达到90%以上的罗曼粉壳蛋鸡360 只，随机分为12 组，每组6 个重复，每个重复5 只鸡。常温对照组（NC）和高温对照组（HC）添加基础饲粮，5 个常温处理组（NT50、NT100、NT150、NT200、NT250）分别在基础饲粮中添加50、100、150、200、250 mg/kg 姜黄素，5 个高温处理组（HT50、HT100、HT150、HT200、HT250）分别在基础饲粮中添加 50、100、150、200、250mg/kg 姜黄素。常温组温度保持在(25±1)℃，高温组采用循环高温，保持每天10:00—18:00 温度(32±1)℃，其余时间温度保持在(25±1)℃，所有组湿度维持在65%～80%。预试期2 周（27～28W），正试期9 周（29～37W），预试期调节各项环境指标，使之满足试验所需。

1.4 试验日粮

参照德国罗曼家禽育种有限公司（LOHMANN TIERZUCHT GmbH，Germany）提供的饲料营养标准，结合中华人民共和国农业行业标准 《鸡饲养标准（NY/T33—2004）》 和本地的实际情况，自行设计采用玉米-豆粕型基础日粮如表1 所示。

表1 基础日粮组成和营养水平（风干基础）

1.5 指标测定

1.5.1 样品采集在试验第31、34 和37 周分别在各处理组随机抽选蛋鸡3 只，于翅下采集静脉血。

1.5.2 鸡血清CORT 含量测定

采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定鸡血清中CORT 的含量，所需试剂购自南京建城生物工程研究所。

1.5.3 鸡血清免疫球蛋白水平测定

采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定鸡血清中IgG 和IgM 含量，所需试剂购自南京建诚生物工程研究所有限公司。

1.5.4 鸡血清促炎细胞因子含量测定

采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定鸡血清中IL-1、IL-6 和TNF-α 含量，酶标仪450nm 波长处测定各孔的OD 值。所需试剂购自南京建诚生物工程研究所有限公司。

1.5.5 数据分析

“枫桥经验”发展至今，尽管外部环境不断嬗变，工作理念不断更新，工作方法不断改进，但以人为本的核心理念始终没有变，“为了群众，依靠群众，发动群众”的根本方法始终没有变，“小事不出村，大事不出镇，矛盾不上交，就地解决”的工作目标始终没有变，这笔财富无疑是我们共筑中国梦的信心与力量之源。

采用SPSS 22 和GraphPad Prism(version: Demo 5.00)进行单因素方差分析（one-way ANOVA），试验结果以 “平均值±标准偏差” 形式表示。P＜0.05 代表差异显著。

2 结果与分析

2.1 姜黄素对罗曼蛋鸡血清中免疫球蛋白含量的影响

2.1.1 姜黄素对常温环境下罗曼蛋鸡血清中免疫球蛋白含量的影响

如表2 所示，在试验第31、34、37 周，与NC 组相比，NT 各组血清中IgG 含量显著提高（P＜0.05），其中NT200 组效果较好。

表2 姜黄素对常温环境下罗曼蛋鸡血清免疫球蛋白含量的影响 单位：ng/mL

如表2 所示，在试验第31 周，与NC 组相比，NT 各组血清中IgM 含量显著提高（P＜0.05），其中NT200 组效果较好；在试验第34 周，与NC 组相比，NT50、NT100、NT150 和NT200 组 血清中IgM 含量显著提高（P＜0.05），其中NT200 组效果较好；在试验第37 周，与NC 组相比，NT100、NT150 和NT200 组血清中IgM 含量显著提高（P＜0.05），其中NT200 组效果较好。

2.1.2 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡血清中免疫球蛋白含量的影响

如表3 所示，在试验第31、34、37 周，与NC 组相比，HC 组血清中IgG、IgM 含量显著降低（P＜0.05）；与HC 组相比，HT 各组血清中IgG 含量显著提高（P＜0.05），其中HT100 组效果较好。与HC 组相比，HT50、HT100、HT150 和HT200 组血清中IgM 含量显著提高（P＜0.05），其中HT100 组效果较好。

表3 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡血清免疫球蛋白含量的影响 单位：ng/mL

2.2 姜黄素对罗曼蛋鸡血清中CORT 含量的影响

2.2.1 姜黄素对常温环境下罗曼蛋鸡血清中CORT 含量的影响

如表4 所示,在试验第31 周，与NC 组相比，NT50、NT150 和NT250 组血清中CORT 含量显著提高（P＜0.05）；在试验第34 周，与NC 组相比，NT 各组血清中CORT 含量显著提高（P＜0.05）；在试验第37 周，与NC 组相比，NT100、NT150、NT200 和NT250 组血清中CORT 含量显著降低（P＜0.05），NT100 组血清中CORT 含量显著提高（P＜0.05）。

表4 姜黄素对常温环境下罗曼蛋鸡血清CORT 的影响 单位：ng/mL

2.2.2 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡血清中CORT 含量的影响

如表5 所示，在试验第31、37 周，与NC组相比，HC 组血清中CORT 含量显著提高（P＜0.05）；与HC 组相比，HT 各组血清中CORT含量显著降低（P＜0.05）；在试验第34 周，与NC 组相比，HC 组血清中CORT 含量显著提高（P＜0.05）；与HC 组相比，HT 各组血清中CORT含量显著降低（P＜0.05）。

表5 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡血清CORT 的影响 单位：ng/mL

2.3 姜黄素对罗曼蛋鸡血清中炎性细胞因子的影响

2.3.1 姜黄素对常温环境下罗曼蛋鸡血清中炎性细胞因子的影响

如表6 所示，在试验第31、34、37 周，与NC 组相比，NT50、NT100、NT150 和NT200 组血清中IL-1β 含量显著降低（P＜0.05）。

表6 姜黄素对常温环境下罗曼蛋鸡血清炎性细胞因子的影响

在试验第31 周，与NC 组相比，NT 各组血清中IL-6 含量显著降低（P＜0.05）；在试验第34周，与NC 组相比，NT150 和NT200 组血清 中IL-6 含量显著降低（P＜0.05）。在试验第37 周，与NC 组相比，NT100、NT150、NT200 和NT250 组血清中IL-6 含量显著降低（P＜0.05）。

在试验第31 周，与NC 组相比，HT100、HT150、HT200 和HT250 组血清中TNF-α 含 量显著降低（P＜0.05）；在试验第34 周，与NC 组相比，HT50、HT100、HT150 和HT200 组血清中TNF-α 含量显著降低（P＜0.05）；在试验第37周，与NC 组相比，HT100、HT150 和HT200 组血清中TNF-α 含量显著降低（P＜0.05）。

2.3.2 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡血清中炎性细胞因子的影响

如表7 所示，在试验第31、37 周，与NC组相比，HC 组血清中IL-1β 含量显著上升（P＜0.05）；与HC 组相比，HT 各组血清中IL-1β含量均显著降低（P＜0.05），其中HT200 组效果较好；在试验第34 周，与NC 组相比，HC 组血清中IL-1β 含量显著上升（P＜0.05）；与HC 组相比，HT100、HT150、HT200 和NT250 组血清中IL-1β 含量均显著降低（P＜0.05）。

表7 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡血清炎性细胞因子的影响

在试验第31、34 周，与NC 组相比，HC 组血清中IL-6 含量显著上升（P＜0.05）；与HC 组相比，HT 各组血清中IL-6 含量均显著降低（P＜0.05）；在试验第37 周，与NC 组相比，HC组血清中IL-6 含量显著上升（P＜0.05）；与HC 组相比，HT100、HT150、HT200 和NT250 组血清中IL-6 含量均显著降低（P＜0.05）。

在试验第31、34、37 周，与NC 组相比，HC 组血清中TNF-α 含量均显著上升（P＜0.05）；与HC 组相比，HT 各组血清中TNF-α 含量均显著降低（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡血清免疫球蛋白的影响

免疫球蛋白是动物受抗原刺激后体内产生的能与抗原特异性相互作用的一类球蛋白，广泛参与机体免疫反应，在机体的特异性免疫应答中发挥重要作用。免疫球蛋白的浓度含量是体现机体体液免疫含量强弱最直接的指标，免疫球蛋白浓度越高，机体的免疫能力也就越强[17]。本研究表明，饲粮中添加姜黄素可有效提高常温环境下罗曼蛋鸡血清中IgG、IgM 含量，其中当姜黄素添加量为100mg/kg 时效果较好。研究表明，在温度较高的环境刺激下会降低机体血清IgG、IgM和白细胞细胞因子相关蛋白的合成[18]。赵晨[19]研究发现，热应激使雄性怀乡鸡免疫机能降低，随着高温的持续，热应激对雄性怀乡鸡免疫机能的损伤逐渐加深，而日粮添加甜菜碱能够显著提高高温环境中雄性怀乡鸡血清中IgG、IgM 含量，使机体恢复免疫能力。本研究表明，高温环境下，罗曼蛋鸡血清中IgG、IgM 含量显著降低，免疫力下降，与赵晨[19]研究相似，饲粮中添加姜黄素可有效提高高温环境下罗曼蛋鸡血清中IgG、IgM 含量，其中当姜黄素添加量为150～200mg/kg 时效果较好。

3.2 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡血清CORT 的影响

CORT 是家禽体内最主要的一种糖皮质激素，而血浆糖皮质激素被作为反映家禽环境应激下生理状态的敏感指标[20]。Furukawa 等[21]研究发现，热应激导致肉鸡血浆中CORT 含量升高。本研究发现饲粮中添加姜黄素可有效降低常温环境下罗曼蛋鸡血清中CORT 含量，其中当姜黄素添加量为200mg/kg 时效果较好。热应激可导致肉鸡血液CORT 含量升高，而CORT 长期处于高含量状态会对动物机体造成损伤。据报道，在高温环境下，CORT 含量与机体免疫性能呈负相关关系[22]。本研究表明，高温环境下，罗曼蛋鸡血清中CORT 含量显著上升，与Furukawa 等[21]发现一致，饲粮中添加姜黄素可有效降低高温环境下罗曼蛋鸡血清CORT 含量，增强机体免疫力含量，其中当姜黄素添加量为150～200mg/kg 时效果较好。

3.3 姜黄素对高温环境下罗曼蛋鸡的促炎性细胞因子的影响

TNF-α、IL-6、IL-1β 等促炎细胞因子作为炎症早期反应的主要炎性因子，能够与多种免疫细胞上的受体结合，发挥免疫调节作用。炎症因子会损伤肠道黏膜屏障，增加肠道上皮通透性，使机体更容易被抗原感染而产生炎症[23]。TNF-α 最初是由于其抗肿瘤活性而被发现的，现已被证明是主要的炎症介质之一，它由包括巨噬细胞在内的多种细胞产生，在免疫系统炎症、细胞增殖、分化和凋亡过程中发挥重要作用[24]。IL-6 通过激活免疫系统，募集单核细胞，刺激内皮细胞和平滑肌细胞表达，抑制调节性T 细胞分化和T 细胞凋亡，起到促炎作用[25]。IL-1β 由触发的巨噬细胞产生，是一种关键的促炎细胞因子，参与多种自身免疫性炎症反应。据报道，随着TNF-α、IL-1等促炎细胞因子分泌量的增加，机体的炎症反应会加剧，最终造成组织损伤，降低机体免疫功能[26]。本研究发现，饲粮中添加姜黄素可有效降低常温环境下罗曼蛋鸡血清中TNF-α、IL-6、IL-1β 等促炎细胞因子含量，其中当姜黄素添加量为200mg/kg 时效果较好。本研究表明，高温环境下，罗曼蛋鸡血清中TNF-α、IL-6、IL-1β 等促炎细胞因子含量显著上升，饲粮中添加姜黄素可有效降低高温环境下罗曼蛋鸡血清TNF-α、IL-6、IL-1β 等促炎细胞因子含量，减少炎症反应的发生，缓解热应激带来的损伤，其中当姜黄素添加量为150～200mg/kg 时效果较好。此外，本研究发现当姜黄素添加量为250mg/kg 时，罗曼蛋鸡免疫力提高效果不显著，甚至有降低机体免疫力的趋势，类似的结果目前没有相关文献报道，可能是因为高浓度的姜黄素会作为氧化剂刺激机体引起氧化应激，增加了ROS 的产生，造成免疫性能下降，抑制机体内免疫应答，具体机制还需要进一步研究。

4 结论

常温环境下，饲粮中添加200 mg/kg 姜黄素可以有效提高罗曼蛋鸡血清IgG、IgM 含量，降低CORT 含量和TNF-α、IL-6、IL-1β 含量；高温环境会导致罗曼蛋鸡血清IgG、IgM 含量下降，CORT 含量和TNF-α、IL-6、IL-1β 含量升高；在高温环境下，饲粮中添加150～200mg/kg 姜黄素时，可降低罗曼蛋鸡血清中CORT 含量和TNF-α、IL-6、IL-1β 含量，减少炎性反应的发生，提高血清IgG、IgM 含量，提高罗曼蛋鸡免疫力。