畜牧兽医学报

项目 Item	含量 Content
原料组成 Raw material composition
玉米 Corn	42.83
膨化玉米 Puffed corn	12.00
46%豆粕46% Soybean meal	11.00
膨化大豆 Extruded full-fat soybean	8.80
大豆浓缩蛋白 Soybean protein concentrate	4.50
乳清粉 Whey powder	10.00
鱼粉 Fish meal	3.10
豆油 Soybean oil	0.60
石粉 Limestone	0.65
磷酸氢钙 Calcium monophosphate	1.20
氯化钠 Sodium chloride	0.30
葡萄糖 Glucose	3.00
98.5%赖氨酸98.5% Lysine	0.54
98.5%蛋氨酸98.5% Methionine	0.22
苏氨酸 Threonine	0.21
色氨酸 Tryptophan	0.05
预混料^① Premix	1.00
合计 Total	100.00
营养成分^② Nutrient level
净能/（MJ·kg^-¹ ） Net energy	10.58
粗蛋白质 Crude protein	18.92
钙 Calcium	1.21
赖氨酸 Lysine	1.41
蛋氨酸 Methionine	0.54
苏氨酸 Threonine	0.85
色氨酸 Tryptophan	0.25
蛋氨酸+半胱氨酸 Methionine+Cysteine	0.85

项目 Item	含量 Content
原料组成 Raw material composition
玉米 Corn	42.83
膨化玉米 Puffed corn	12.00
46%豆粕46% Soybean meal	11.00
膨化大豆 Extruded full-fat soybean	8.80
大豆浓缩蛋白 Soybean protein concentrate	4.50
乳清粉 Whey powder	10.00
鱼粉 Fish meal	3.10
豆油 Soybean oil	0.60
石粉 Limestone	0.65
磷酸氢钙 Calcium monophosphate	1.20
氯化钠 Sodium chloride	0.30
葡萄糖 Glucose	3.00
98.5%赖氨酸98.5% Lysine	0.54
98.5%蛋氨酸98.5% Methionine	0.22
苏氨酸 Threonine	0.21
色氨酸 Tryptophan	0.05
预混料^① Premix	1.00
合计 Total	100.00
营养成分^② Nutrient level
净能/（MJ·kg^-¹ ） Net energy	10.58
粗蛋白质 Crude protein	18.92
钙 Calcium	1.21
赖氨酸 Lysine	1.41
蛋氨酸 Methionine	0.54
苏氨酸 Threonine	0.85
色氨酸 Tryptophan	0.25
蛋氨酸+半胱氨酸 Methionine+Cysteine	0.85

基因 Gene	引物序列（5'→3'） Primer sequences（5'→3'）	产物长度/bp Product length	退火温度/℃ Annealing temperature
Nrf2	AAGGGGTTGCGAAGGGAGT	821	60
TTGGGAATGTGGGCTACCTG
CAT	CCTGCAACGTTCTGTAAGGC	72	60
GCTTCATCTGGTCACTGGCT
SOD1	GCGAGTCATGGCGACGAA	298	60
CACAGTGGCCACACCATCTT
PI3K	GTGGTGAGAAGCATTGGGGA	85	60
GCTAGGATCCAAGATCTGTTACAT
AKT	TCGCCCCTCAACAACTTCTC	266	60
AGGGACACCTCCATCTCCTC
TP53	TCCTCGCCAGTGCAAAAGAA	68	60
CTCGGAACATCTCGAAGCGT

基因 Gene	引物序列（5'→3'） Primer sequences（5'→3'）	产物长度/bp Product length	退火温度/℃ Annealing temperature
Nrf2	AAGGGGTTGCGAAGGGAGT	821	60
TTGGGAATGTGGGCTACCTG
CAT	CCTGCAACGTTCTGTAAGGC	72	60
GCTTCATCTGGTCACTGGCT
SOD1	GCGAGTCATGGCGACGAA	298	60
CACAGTGGCCACACCATCTT
PI3K	GTGGTGAGAAGCATTGGGGA	85	60
GCTAGGATCCAAGATCTGTTACAT
AKT	TCGCCCCTCAACAACTTCTC	266	60
AGGGACACCTCCATCTCCTC
TP53	TCCTCGCCAGTGCAAAAGAA	68	60
CTCGGAACATCTCGAAGCGT

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
断奶仔猪肺脏指数/% Weaned piglet lung coefficient	1.08±0.09	0.98±0.04	0.94±0.08	0.378

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
断奶仔猪肺脏指数/% Weaned piglet lung coefficient	1.08±0.09	0.98±0.04	0.94±0.08	0.378

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
CAT/（μmol·（min·mg）^-1）	588.08±60.28^ab	747.22±63.91^a	428.93±40.06^b	0.010
SOD/（U·mg^-1）	0.15±0.01^b	0.21±0.02^a	0.13±0.01^b	0.015
MDA/（nmol·g^-1）	1.45±0.08^ab	1.66±0.14^a	1.04±0.16^b	0.004
8-OHdG/（ng·g^-1）	55.32±5.98^ab	84.17±12.88^a	34.90±7.54^b	0.014

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
CAT/（μmol·（min·mg）^-1）	588.08±60.28^ab	747.22±63.91^a	428.93±40.06^b	0.010
SOD/（U·mg^-1）	0.15±0.01^b	0.21±0.02^a	0.13±0.01^b	0.015
MDA/（nmol·g^-1）	1.45±0.08^ab	1.66±0.14^a	1.04±0.16^b	0.004
8-OHdG/（ng·g^-1）	55.32±5.98^ab	84.17±12.88^a	34.90±7.54^b	0.014

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
Nrf2	0.58±0.11^b	2.53±0.47^a	0.88±0.21^b	0.003
CAT	1.14±0.12^b	1.81±0.31^a	0.66±0.06^b	0.006
SOD1	0.91±0.21^b	1.82±0.29^a	0.96±0.19^b	0.030

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
Nrf2	0.58±0.11^b	2.53±0.47^a	0.88±0.21^b	0.003
CAT	1.14±0.12^b	1.81±0.31^a	0.66±0.06^b	0.006
SOD1	0.91±0.21^b	1.82±0.29^a	0.96±0.19^b	0.030

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
IL-8/（g·ng^-1）	55.54±5.50^b	91.07±10.21^a	43.85±14.16^b	0.019
IL-18/（ng·g^-1）	23.29±2.36^a	24.94±1.47^a	16.23±1.76^b	0.016
TGF-β/（pg·mg^-1）	43.37±2.22^b	55.80±2.77^a	38.21±5.31^b	0.016

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
IL-8/（g·ng^-1）	55.54±5.50^b	91.07±10.21^a	43.85±14.16^b	0.019
IL-18/（ng·g^-1）	23.29±2.36^a	24.94±1.47^a	16.23±1.76^b	0.016
TGF-β/（pg·mg^-1）	43.37±2.22^b	55.80±2.77^a	38.21±5.31^b	0.016

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
PI3K	1.13±0.23^b	2.32±0.31^a	1.28±0.17^b	0.009
AKT	1.01±0.18^b	2.34±0.49^a	1.45±0.16^ab	0.031
TP53	0.78±0.09^b	2.46±0.40^a	1.10±0.11^b	<0.001

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
PI3K	1.13±0.23^b	2.32±0.31^a	1.28±0.17^b	0.009
AKT	1.01±0.18^b	2.34±0.49^a	1.45±0.16^ab	0.031
TP53	0.78±0.09^b	2.46±0.40^a	1.10±0.11^b	<0.001

18β-甘草次酸可缓解D-半乳糖诱导断奶仔猪氧化应激肺损伤

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王伏羲 ¹^,² , 马翠 ² , 黄康 ¹^,² , 李蕊彤 ² , 赵青余 ² , 张军民 ² , 闫益波 ¹ , 司玮 ²

畜牧兽医学报 | 营养与饲料 2026,57(1): 305-316

收起

畜牧兽医学报 |营养与饲料 2026 , 57 (1) : 305 -316

18β-甘草次酸可缓解D-半乳糖诱导断奶仔猪氧化应激肺损伤

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王伏羲¹^,², 马翠², 黄康¹^,², 李蕊彤², 赵青余², 张军民², 闫益波¹, 司玮²

作者信息

^1.山西农业大学动物科学学院，太谷 030801

^2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所畜禽营养与饲养全国重点实验室，北京 100193

通讯作者:

司玮，主要从事饲用植物提取物的生物学作用机制及营养调控研究，E-mail：siwei01@caas.cn

闫益波，主要从事动物营养、环境与繁殖调控技术研究，E-mail：yibo10679@163.com

作者简介:

王伏羲，硕士生，主要从事饲料安全评价与检测研究，E-mail：wangfuxi0514@163.com

18β-glycyrrhetinic Acid can Alleviate Oxidative Stress Induced Lung Injury in Weaned Piglets Induced by D-galactose

Fuxi WANG¹^,², Cui MA², Kang HUANG¹^,², Ruitong LI², Qingyu ZHAO², Junmin ZHANG², Yibo YAN¹, Wei SI²

Affiliations

^1.College of Animal Science，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China

^2.State Key Laboratory of Animal Nutrition and Feeding，Institute of Animal Sciences，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193，China

Corresponding Author:

SI Wei， E-mail： siwei01@caas.cn

YAN Yibo， E-mail： yibo10679@163.com

出版时间: 2026-01-23 doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.01.026

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摘要

收起

旨在研究18β-甘草次酸（18β-glycyrrhetinic acid，18β-GA）对D-半乳糖（D-galactose，D-gal）诱导断奶仔猪氧化应激肺损伤的影响。将24头体重相近的28日龄断奶仔猪随机分3组，每组8个重复，每个重复1头猪，试验分组为：对照组（CK）饲喂基础日粮，模型组（D-gal）饲喂基础日粮添加10 g·kg^-1 D-gal，试验组（GA+gal）饲喂基础日粮添加10 g·kg^-1 D-gal和100 mg·kg^-1 18β-GA。预试期7 d，正试期28 d。结果表明：与CK组相比，D-gal组断奶仔猪肺组织丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、8-羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2-deoxyguanosine，8-OHdG）含量、过氧化氢酶（catalase，CAT）活性有上升趋势（0.05≤P<0.10），超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性显著上升（P<0.05）；Nrf2、CAT、SOD1基因表达量显著上升（P<0.05）；炎症因子白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）含量显著升高（P<0.05），肺泡平均内衬间隔（mean linear intercept，MLI）、肺组织细胞凋亡率显著升高（P<0.05）；与D-gal组相比，GA+gal组肺组织中CAT和SOD活性、MDA和8-OHdG含量及抗氧化相关基因Nrf2、CAT、SOD1表达量显著降低（P<0.05），炎症因子IL-8、白细胞介素-18（interleukin-18，IL-18）、TGF-β含量显著降低（P<0.05），细胞凋亡率显著降低（P<0.05）。转录组学分析表明氧化应激对仔猪肺脏细胞周期、PI3K/AKT信号通路、P53信号通路有影响，18β-GA可以通过调节PI3K/AKT信号通路、视黄醇代谢等通路缓解肺损伤。利用荧光定量PCR和Western blot技术进一步验证发现，仔猪氧化应激后通路关键基因PI3K、AKT、TP53和蛋白P53表达水平升高（P<0.05）；添加18β-GA后能使通路基因PI3K、TP53表达量降低（P<0.05），AKT基因表达水平、P53蛋白表达水平有降低的趋势（0.05≤P<0.1）。综上所述，添加18β-GA可以缓解D-gal诱导的断奶仔猪肺脂质过氧化、DNA氧化损伤，炎症因子增多、细胞凋亡发生等损伤，其机制可能是通过调节P53信号通路缓解肺损伤。

关键词

氧化应激 / 肺损伤 / 甘草次酸 / 断奶仔猪 / 转录组

Abstract

收起

The aim of this experiment is to investigate the effect of 18β-glycyrrhetinic acid （18β-GA） on oxidative stress induced lung injury in weaned piglets induced by D-galactose （D-gal）.In total， 24 weaned piglets of similar body weight at 28 days old were randomly divided into 3 groups， with 8 replicates in each group and 1 piglet in each replicate. The experimental groups were as follows： the control group （CK） was fed with basal diet， the model group （D-gal） was fed with basal diet supplemented with 10 g·kg^-1 D-gal， and the experimental group （GA+gal） was fed with basal diet supplemented with 10 g.kg^-1 D-gal and 100 mg·kg^-1 18 β-GA. The pre trial period is 7 days， and the main trial period is 28 days. The results showed that compared with the CK group， the D-gal group showed an increase trend in malondialdehyde （MDA） content， 8-hydroxy-2-deoxyguanosine （8-OHdG） content， and catalase （CAT） activity in the lung tissue of weaned piglets （0.05≤P<0.10）， and a significant increase in superoxide dismutase （SOD） activity （P<0.05）； The expression levels of Nrf2， CAT， and SOD1 genes significantly increased （P<0.05）； The levels of inflammatory factors interleukin-8 （IL-8） and transforming growth factor-β （TGF-β） increased significantly （P<0.05）， and the mean linear intercept （MLI） and apoptosis rate of lung tissue cells increased significantly （P<0.05）； Compared with the D-gal group， the GA+gal group showed a significant decrease in the activities of CAT and SOD， content of MDA and 8-OHdG， as well as the expression levels of antioxidant related genes Nrf2， CAT， and SOD1 in the lungs （P<0.05）. The levels of inflammatory factors IL-8， interleukin-18 （IL-18）， and TGF-β were also reduced significantly （P<0.05）， and the apoptosis rate was also reduced significantly （P<0.05）. Transcriptomic analysis showed that oxidative stress has an impact on the cell cycle， PI3K/AKT signaling pathway， and P53 signaling pathway in piglet lung cells. 18β-GA can alleviate lung injury by regulating pathways such as PI3K/AKT signaling pathway and retinol metabolism. Further verification using fluorescence quantitative PCR and Western blot techniques revealed that the expression levels of key genes PI3K， AKT， TP53， as well as proteins P53 in the oxidative stress pathway of piglets increased significantly （P<0.05）. After adding 18β-GA， the expression levels of pathway genes PI3K and TP53 decreased significantly （P<0.05）， while the expression levels of gene AKT and protein P53 showed a downward trend （0.05≤P<0.1）.In summary， the addition of 18β-GA can alleviate D-gal induced lipid peroxidation， DNA oxidative damage， increased inflammatory factors， and cell apoptosis in weaned piglet lungs. The underlying mechanism might involve the alleviation of lung injury through the modulation of the P53 signaling pathways.

Key words

oxidative stress / lung injury / glycyrrhetinic acid / weaned piglets / transcriptome

引用本文

王伏羲, 马翠, 黄康, 李蕊彤, 赵青余, 张军民, 闫益波, 司玮. 18β-甘草次酸可缓解D-半乳糖诱导断奶仔猪氧化应激肺损伤. 畜牧兽医学报, 2026 , 57 (1) : 305 -316 . DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.01.026

Fuxi WANG, Cui MA, Kang HUANG, Ruitong LI, Qingyu ZHAO, Junmin ZHANG, Yibo YAN, Wei SI. 18β-glycyrrhetinic Acid can Alleviate Oxidative Stress Induced Lung Injury in Weaned Piglets Induced by D-galactose[J]. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2026 , 57 (1) : 305 -316 . DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.01.026

正文

收起

仔猪断奶阶段由于环境、饲喂方式、饲粮组成的改变，极易发生氧化应激。研究表明，断奶阶段的氧化应激能够使仔猪肺免疫功能下降^［1］，使仔猪抵御病原的能力降低。这使得仔猪遭受多种病原侵袭风险增加，进而可能导致呼吸性系统综合征（PRDC）的发生率上升，同时也提高了肺损伤发生的可能性。据统计，断奶仔猪发生间质性肺损伤的概率比育肥期猪肺损伤概率高5.8%^［2］。研究显示，在猪生产密度高的波兰地区，有肺组织病变的猪的胴体重量平均比肺组织正常的猪轻1.24 kg^［3］，这表明肺损伤也会造成养猪业经济损失。在动物饲料禁抗的背景下，寻找替代抗生素的植物提取物以缓解氧化应激损伤成为提高畜禽生产质量的重要方法。甘草次酸（glycyrrhetinic acid，GA）是草本植物甘草（licorice）的主要活性成分之一^［4］，具有抗氧化、抗炎、抗凋亡^［5］等的作用。研究表明，GA可通过调节炎症和氧化应激缓解肺上皮细胞损伤^［6］，并对氧化应激下的肺组织具有保护作用^［7］。

D-半乳糖（D-galactose，D-gal）是一种还原糖，较高浓度下可在半乳糖氧化酶作用下转化为过氧化氢和醛糖，导致超氧阴离子、氧衍生自由基的异常增加和细胞损伤^［8］。D-gal还可通过非酶糖化与蛋白质中氨基酸的游离胺反应，形成晚期糖基化终产物。长期服用D-gal会通过其氧化代谢和糖基化终产物促进活性氧（reactive oxygen species，ROS）的产生^［9］，造成全身氧化应激^［10］，故D-gal常被用来诱导慢性氧化应激模型。因此，本研究通过饲喂D-gal建立断奶仔猪氧化应激模型，结合转录组测序分析，探究18β-甘草次酸（18 β-glycyrrhetinic acid，18β-GA）对D-gal诱导仔猪氧化应激肺损伤的缓解作用及机制，为18β-GA缓解氧化应激损伤提供试验依据和数据支撑。

1　材料与方法

收起

1.1　试验材料

18β-GA：纯度≥98%，甘肃泛植制药有限公司产品。D-gal：纯度≥99%，湖北裕盈生物科技有限公司产品。

1.2　动物试验设计及样品采集

选择28日龄、体重为（7.50±0.10） kg的24头健康纯种大白阉割公断奶仔猪，随机分为3组，每组8个重复，每个重复1头仔猪。分组为：对照组（CK组）饲喂基础日粮，模型组（D-gal组）饲喂基础日粮添加10g·kg^-1 D-gal，试验组（GA+gal组）饲喂基础日粮添加100 mg·kg^-1 18β-GA和10 g·kg^-1 D-gal。预试期7 d，正式试验期28 d。基础饲粮参照NRC（2012）标准配制，其组成及营养水平见表1。

1.3　肺组织样品采集

试验结束时，采集仔猪肺并称重，每头仔猪收集两份左肺组织，一份-80 ℃冻存待测，一份放入4%多聚甲醛固定液中固定处理。每组选择5头仔猪肺组织样品进行后续测定（n=5）。

1.4　测定指标及方法

1.4.1　肺脏指数

肺脏指数=肺重量/断奶仔猪体重×100%。

1.4.2　肺组织形态学评估

肺组织在4%多聚甲醛中固定24~48 h，经过脱水、透明、浸蜡、包埋、切片后制成石蜡切片，按HE染色试剂盒说明书（索莱宝股份有限公司提供）进行染色。在荧光正置显微镜200倍镜下计数，参考郭欣等^［11］的方法计算肺泡平均内衬间隔（MLI）和平均肺泡数（MAN）。切片采用双盲法读片。

1.4.3　细胞凋亡定量分析

对“1.4.2”制好的石蜡切片按照CY3 TUNEL细胞凋亡染色试剂盒说明书（索莱宝股份有限公司提供）进行TUNEL染色。在荧光正置显微镜200倍镜下计数，参考Zhang等^［12］的方法计算细胞凋亡率。切片采用双盲法读片。

1.4.4　组织炎症指标、抗氧化指标测定

采用双抗夹心法，按试剂盒说明书测定炎症指标白细胞介素-8（IL-8）、白细胞介素-18（IL-18）、转化因子-β（TGF-β）含量；抗氧化指标丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、8羟基鸟苷（8-OHdG）含量（江苏雨桐生物科技有限公司提供）；采用微板法，按试剂盒说明书进行过氧化氢酶（CAT）活性检测（江苏艾迪生生物科技有限公司提供），用酶标仪（德国 Tecan 公司提供）对吸光度进行测定。

1.4.5　qRT-PCR测定mRNA表达量

使用总RNA提取试剂盒（天根生化科技（北京）有限公司提供）提取总RNA。并进行RNA浓度测定（柏精，超微量核酸/蛋白分析仪）。使用反转录试剂盒（宝日医生物技术（北京）有限公司提供）逆转录cDNA，用TB Green Premix Ex TaqTM II（宝日医生物技术（北京）有限公司提供）进行实时荧光定量PCR反应。扩增条件：95°C预变性3 min，循环扩增阶段95 °C变性5 s、60 °C退火、延伸40 s，40个循环。设置3个复孔。使用2^-ΔΔCT方法进行基因mRNA的相对定量分析。在NCBI网站上查找引物相关基因序列并送至北京新时代公司进行引物合成，具体序列见表2。

1.4.6　转录组测序

取-80 ℃保存的肺组织样品送至北京诺禾致源科技股份有限公司检测，经数据处理、拆分、质控、过滤，构建普通转录组类型文库，文库质检合格后，通过Illumina NovaSeq 6000对有效数据进行测序。绘制每千碱基百万转录序列片段（FPKM）以计算基因差异表达（DEGs），并用DESeq2分析程序以P-value≤0.05；|log₂FoldChange|≥1作为差异基因的阈值筛选各组间差异表达基因。使用诺和云平台对差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG信号通路分析。

1.4.7　Western blot检测关键通路蛋白表达水平

通过添加蛋白质裂解缓冲液（Beyotime生物技术研究所提供）组织匀浆肺脏后，将匀浆在4 ℃下以12 000 r·min^-1离心10 min，并吸出上清液，使用BCA蛋白质测定试剂盒（Thermo Fisher Scientific股份有限公司提供）来测定蛋白质浓度。通过凝胶电泳（Bio-Rad Laboratories股份有限公司提供）分离蛋白质，并转移到聚偏二氟乙烯（PVDF）膜（美国密理博公司提供）上。将PVDF膜与GADPH、P53、PI3K、P-PI3K、AKT、P-AKT抗体在4 ℃下孵育过夜后，与辣根过氧化物酶偶联的第二抗体孵育，并使用分子成像仪（美国Bio-Rad公司提供）检测抗体结合（抗体均由Cell Signaling Techn提供，所有抗体的滴度均为1∶1 000）。使用ImageJ软件进行蛋白质表达水平的定量分析。

1.5　统计学方法

数据分析采用IBM SPSS Statistics 27统计软件进行单因素方差分析和Duncan’s法多重比较。统计结果用平均值和SEM表示，P<0.05表示差异显著，0.05≤P<0.10为有升高/降低的趋势。

2　结果

收起

2.1　18β-GA对断奶仔猪肺脏氧化应激的影响

2.1.1　18β-GA对断奶仔猪肺脏指数的影响

对各组仔猪的肺脏指数进行统计如表3所示，各组间无显著差异（P>0.05）。

2.1.2　18β-GA对肺组织抗氧化指标的影响

由表4可知，与CK组相比，D-gal组断奶仔猪肺组织MDA含量、8-OHdG含量、CAT活性有上升趋势（0.05≤P<0.10），SOD活性显著上升（P<0.05）。添加18β-GA后，肺组织MDA含量、8-OHdG含量、SOD活性、CAT活性较D-gal组均显著下降（P<0.05）。

由表5可知，与CK组相比，D-gal组断奶仔猪肺组织Nrf2、CAT、SOD1基因表达量显著上升（P<0.05）；GA+gal组断奶仔猪肺脏组织Nrf2、CAT、SOD1基因表达量较D-gal组显著下调（P<0.05）。表明添加18β-GA能够使D-gal导致的氧化还原系统紊乱恢复平衡。

2.1.3　18β-GA对肺组织炎症因子含量的影响

由表6可知与CK组相比，D-gal组仔猪肺组织炎症因子IL-8、TGF-β含量显著升高（P<0.05），IL-18含量无显著差异（P>0.05）；与D-gal相比，添加18β-GA显著降低了IL-8、IL-18、TGF-β含量（P<0.05）。表明添加18β-GA能够缓解D-gal造成的肺脏炎症因子显著上升。

2.1.4　18β-GA对断奶仔猪肺的病理组织学影响

由图1A可知，CK组肺泡壁宽度正常，肺泡结构完整。与CK组相比，饲喂D-gal后肺组织结构发生损伤，具体表现为炎性细胞大量浸润、肺泡壁明显增宽、肺泡结构遭到破坏。添加18β-GA后缓解了饲喂D-gal导致的仔猪肺形态结构损伤，表现为肺泡壁趋于正常，肺泡内有少量炎性细胞浸润、肺泡结构相对完整。

由图1B可知，与CK组相比，D-gal组MLI显著升高（P<0.05），与D-gal组相比，GA+gal组有下降趋势（P>0.05）。MAN各组间无显著差异（P>0.05）。表明添加18β-GA对缓解D-gal造成的肺泡平均内衬间隔显著增加，小肺泡破裂成大肺泡具有恢复作用。

2.1.5　18β-GA对肺组织细胞凋亡的影响

由图2所示，与CK组相比，D-gal组细胞凋亡率显著升高（P<0.05）；与D-gal组相比，GA+gal组细胞凋亡率极显著下降（P<0.05）。表明添加18β-GA对断奶仔猪氧化应激造成的肺组织凋亡缓解作用显著。

2.2　断奶仔猪肺组织转录组测序结果和分析

2.2.1　肺组织转录组差异表达基因分析

对D-gal组与CK组肺组织进行转录组分析结果如图3A所示，共筛选出490个差异表达基因，其中上调基因170个，下调基因320个；对GA+gal组和D-gal组肺进行转录组分析结果如图3B所示，共筛选出269个差异表达基因，其中上调基因187个，下调基因82个。

2.2.2　肺组织转录组差异表达基因功能富集分析

对D-gal组与CK组肺490个差异表达基因进行GO富集，根据P值排序，每个条目选取前十条结果进行可视化，绘制条形图，结果如图4A所示。差异表达基因在生物过程（BP）中主要富集在激素代谢过程、细胞周期的调节、肽酶活性的负调节等过程；细胞成分（CC）主要富集在内体部分、质膜蛋白复合物、细胞质囊泡部分等；分子功能（MF）主要富集糖胺聚糖结合、内肽酶调节剂活性、肽酶调节因子活性等。

对GA+gal组与D-gal组肺组织的269个差异表达基因进行GO富集，根据P值排序，每个条目选取前十条结果进行可视化，绘制条形图，结果如图4B所示。差异表达基因在生物过程（BP）中主要富集在细胞周期的负调节、细胞对金属离子的反应、细胞周期的调节等；细胞成分（CC）主要富集在细胞外区域、细胞外间隙、细胞外区域部分等；分子功能（MF）主要富集在G蛋白偶联受体结合、糖胺聚糖结合、信号受体结合等。

2.2.3　肺组织转录组差异表达基因KEGG通路富集分析

对D-gal组与CK组肺490个差异表达基因进行KEGG通路富集分析共获得174条信号通路，根据GeneRatio排名，除疾病外排行前20的信号通路如图5A所示：主要涉及细胞因子-细胞因子受体相互作用、细胞周期、神经活性配体-受体相互作用、PI3K-AKT信号通路、钙信号通路、P53信号通路等通路。

对GA+gal组和D-gal组肺269个差异表达基因进行KEGG通路富集分析共获得240条信号通路，根据GeneRatio排名，除疾病外排行前20的信号通路如图5B所示：主要涉及细胞黏附分子、吞噬体、视黄醇代谢、PI3K-AKT信号通路等通路。

2.3　18β-GA通过PI3K/AKT和P53信号通路对肺组织氧化损伤的影响

为观察18β-GA对断奶仔猪氧化损伤肺组织PI3K/AKT和P53信号通路的影响，进行了荧光定量PCR和Western blot试验检测。如表7显示，与CK组相比，肺组织氧化损伤造成PI3K、AKT基因表达水平显著升高（P<0.05）， TP53基因表达水平极显著升高（P<0.001）；添加18β-GA能够使AKT基因表达水平有降低的趋势（0.05≤P<0.1），PI3K基因表达水平显著降低（P<0.05），TP53基因表达水平极显著升高（P<0.001）。

图6显示，各组间PI3K、AKT、P-AKT蛋白表达水平无显著差异（P>0.05）；与CK组相比，D-gal组肺组织蛋白P53、P-PI3K表达水平显著上升（P<0.05）；添加18β-GA后，P53蛋白表达水平有下降的趋势（0.05≤P<0.1），P-PI3K蛋白表达水平无显著差异（P>0.05）。

3　讨论

收起

3.1　18β-GA对断奶仔猪肺脏氧化还原系统的影响

丙二醛（MDA）是氧自由基发生脂质过氧化反应的终产物之一，可在一定程度反映氧自由基对机体的脂质过氧化损伤程度^［13］。车丽涛等^［14］研究表明，18β-GA可降低血清MDA含量。8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）是一种由活性氧产生的DNA碱基修饰产物，是氧化性DNA损伤的标志物^［15］。Khumsri等^［16］的研究发现D-gal可诱导DNA损伤的发生。本研究显示，氧化应激条件下断奶仔猪肺中的MDA和8-OHdG含量有上升的趋势；饲粮中添加18β-GA可显著降低MDA和8-OHdG含量，表明添加18β-GA可有效缓解D-gal诱导的断奶仔猪肺的脂质损伤和DNA损伤。核因子-E2相关因子2（Nrf2）可转录控制多个抗氧化相关基因^［17］，CAT、SOD1都是Nrf2调控的抗氧化因子，它们可通过催化细胞内氧自由基（O^2-）转化为过氧化氢（H₂O₂）和分子氧（O₂），随后转换为H₂O和O^2-缓解氧化应激^［18］。据Sun等^［19］报道，降低 MDA 水平和恢复抗氧化酶SOD、CAT的正常水平可以改善顺铂诱导的氧化应激。Huo等^［20］研究表明在铜暴露下导致线粒体应激中，Nrf2，SOD的表达量显著上升。在Zhang等^［21］研究中，缺硒条件下猪的肝组织发生氧化应激，CAT活性增加。本研究显示，氧化应激条件下仔猪肺组织CAT活性呈现上升趋势，SOD活性显著上升，Nrf2、CAT、SOD1的基因表达量呈现上升趋势，表明在D-gal诱导的氧化应激中SOD、CAT作为氧化系统中的重要防御发挥作用。Zhu等^［22］的研究表明与18β-GA同为三萜皂苷的甘草酸可以通过降低MDA含量、SOD活性，下调Nrf2基因表达量，减轻大鼠肺组织氧化应激。本研究中，饲粮中添加18β-GA后，仔猪肺组织SOD活性、CAT活性和Nrf2、SOD1、CAT的基因表达量恢复至和对照组相同水平，表明18β-GA能通过调节仔猪肺抗氧化相关酶活性和基因表达量缓解D-gal诱导的断奶仔猪肺脏氧化还原系统紊乱。

3.2　18β-GA对断奶仔猪肺组织损伤的影响

D-gal进入体内后通常由酶代谢为葡萄糖。然而，在高水平下，它会导致活性氧（ROS）和晚期糖基化终产物（AGEs）的积累，进而发生促炎反应^［23］。MLI能够反映肺泡平均直径，MAN能够反映肺泡密度。它们是肺损伤的重要衡量指标。Ji等^［24］研究表明，每天皮下注射D-gal 50 mg·kg^-1 90 d后会造成比格犬肺泡壁的破坏和炎性浸润形式的肺损伤。本研究对断奶仔猪的肺组织切片进行了形态学观察，结果表明D-gal造模导致断奶仔猪的肺小泡发生破裂变成肺大泡，肺泡间隔变宽，炎性细胞大量浸润，MLI显著增加。有研究表明，当肺发生氧化应激时，炎症因子IL-8^［25］、IL-18^［26］、TGF-β^［27］大量释放。本研究显示，饲喂18-GA缓解了D-gal造模后断奶仔猪肺泡结构损伤和炎性浸润程度，降低了炎症因子IL-8、IL-18、TGF-β的水平，这与Yoshida等^［28］、Chen等^［29］的研究结果一致。

3.3　18β-GA对断奶仔猪肺组织损伤的转录组学分析

转录组数据表明，D-gal显著影响细胞周期、PI3K/AKT、P53信号通路等；18β-GA可通过影响细胞周期进程调节细胞黏附分子、吞噬体、PI3K/AKT信号通路、视黄醇代谢、细胞因子-细胞因子受体相互作用等信号通路缓解肺损伤。

PI3K/Akt信号通路在调节细胞周期、细胞凋亡发挥重要作用。当细胞DNA发生损伤时，细胞会开启自我修复，当损伤超过其修复能力时，细胞就会退出细胞周期并进入细胞周期停滞状态^［27］，为修复提供时间，但如果DNA损伤过度严重无法修复时，就会发生细胞凋亡。本试验结果表明，氧化应激影响了肺细胞周期，可能通过PI3K/AKT信号通路，诱导了细胞凋亡的发生，使肺组织凋亡细胞率显著上升。这与Shang等^［30］在II型肺上皮细胞诱导的氧化应激造成细胞周期停滞，并且激活PI3K/AKT信号通路结果一致。本研究中，添加饲喂18β-GA使氧化应激状态下显著上升的PI3K/AKT通路关键基因PI3K、AKT表达量有下降趋势。这一结果初步表明，18β-GA可能对PI3K/AKT信号通路存在潜在调控作用，发挥对氧化应激肺损伤的缓解作用。然而，该结论尚需开展更多深入研究予以进一步证实。

P53信号通路可协调多种反应，包括细胞周期停滞、DNA修复、细胞凋亡等。有研究表明，细胞DNA损伤引起的肺损伤会迅速激活P53信号通路，促进肺泡上皮细胞的凋亡^［31］。Luo等^［32］的研究表明，当细胞周期停滞时，TP53基因表达量显著升高，P53蛋白表达量增加。在本研究中，饲喂D-gal显著影响了断奶仔猪肺细胞周期，使 P53通路关键基因TP53、关键蛋白P53表达水平显著升高，激活了P53信号通路，这和Shen等^［33］的研究结果一致。有研究表明，和18β-GA同为三萜类化合物的积雪草苷可抑制P53信号通路的激活来缓解氧化应激和细胞凋亡^［34］。Guo^［35］研究发现，甘草酸能显著降低蛋白P53表达水平，抑制P53信号通路缓解大鼠肝细胞凋亡。本研究中，与D-gal组相比较，饲喂18β-GA后，TP53基因表达水平显著下降，P53蛋白表达水平呈现下降趋势，表明18β-GA能够通过抑制P53信号通路激活，缓解D-gal诱导的断奶仔猪肺组织的细胞周期停滞和细胞凋亡。

4　结论

收起

4.1　18β-GA有效缓解了D-gal诱导的断奶仔猪肺组织DNA和脂质氧化损伤，降低了仔猪肺组织炎症水平增加和细胞凋亡的发生。

4.2　18β-GA能够通过抑制P53信号通路的激活，来调节细胞周期缓解肺的氧化损伤。

基金

收起

国家重点研发计划(2021YFD1300301)
国家自然科学基金(32402808)
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所基本业务费(2024-YWF-ZYSQ-03)
中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-IAS-12)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

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2026年第57卷第1期

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doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2026.01.026

接收时间：2025-01-14
首发时间：2026-09-16
出版时间：2026-01-23

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收稿日期：2025-01-14

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国家重点研发计划(2021YFD1300301)

国家自然科学基金(32402808)

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所基本业务费(2024-YWF-ZYSQ-03)

中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-IAS-12)

作者信息

^1.山西农业大学动物科学学院，太谷 030801

^2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所畜禽营养与饲养全国重点实验室，北京 100193

通讯作者:

司玮，主要从事饲用植物提取物的生物学作用机制及营养调控研究，E-mail：siwei01@caas.cn

闫益波，主要从事动物营养、环境与繁殖调控技术研究，E-mail：yibo10679@163.com

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/xmsyxb/CN/10.11843/j.issn.0366-6964.2026.01.026

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

项目 Item	含量 Content
原料组成 Raw material composition
玉米 Corn	42.83
膨化玉米 Puffed corn	12.00
46%豆粕46% Soybean meal	11.00
膨化大豆 Extruded full-fat soybean	8.80
大豆浓缩蛋白 Soybean protein concentrate	4.50
乳清粉 Whey powder	10.00
鱼粉 Fish meal	3.10
豆油 Soybean oil	0.60
石粉 Limestone	0.65
磷酸氢钙 Calcium monophosphate	1.20
氯化钠 Sodium chloride	0.30
葡萄糖 Glucose	3.00
98.5%赖氨酸98.5% Lysine	0.54
98.5%蛋氨酸98.5% Methionine	0.22
苏氨酸 Threonine	0.21
色氨酸 Tryptophan	0.05
预混料^① Premix	1.00
合计 Total	100.00
营养成分^② Nutrient level
净能/（MJ·kg^-¹ ） Net energy	10.58
粗蛋白质 Crude protein	18.92
钙 Calcium	1.21
赖氨酸 Lysine	1.41
蛋氨酸 Methionine	0.54
苏氨酸 Threonine	0.85
色氨酸 Tryptophan	0.25
蛋氨酸+半胱氨酸 Methionine+Cysteine	0.85

项目 Item

含量 Content

原料组成 Raw material composition

玉米 Corn

42.83

膨化玉米 Puffed corn

12.00

46%豆粕46% Soybean meal

11.00

膨化大豆 Extruded full-fat soybean

8.80

大豆浓缩蛋白 Soybean protein concentrate

4.50

乳清粉 Whey powder

10.00

鱼粉 Fish meal

3.10

豆油 Soybean oil

0.60

石粉 Limestone

0.65

磷酸氢钙 Calcium monophosphate

1.20

氯化钠 Sodium chloride

0.30

葡萄糖 Glucose

3.00

98.5%赖氨酸98.5% Lysine

0.54

98.5%蛋氨酸98.5% Methionine

0.22

苏氨酸 Threonine

0.21

色氨酸 Tryptophan

0.05

预混料^① Premix

1.00

合计 Total

100.00

营养成分^② Nutrient level

净能/（MJ·kg^-¹ ） Net energy

10.58

粗蛋白质 Crude protein

18.92

钙 Calcium

1.21

赖氨酸 Lysine

1.41

蛋氨酸 Methionine

0.54

苏氨酸 Threonine

0.85

色氨酸 Tryptophan

0.25

蛋氨酸+半胱氨酸 Methionine+Cysteine

0.85

基因 Gene	引物序列（5'→3'） Primer sequences（5'→3'）	产物长度/bp Product length	退火温度/℃ Annealing temperature
Nrf2	AAGGGGTTGCGAAGGGAGT	821	60
TTGGGAATGTGGGCTACCTG
CAT	CCTGCAACGTTCTGTAAGGC	72	60
GCTTCATCTGGTCACTGGCT
SOD1	GCGAGTCATGGCGACGAA	298	60
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CTCGGAACATCTCGAAGCGT

基因

Gene

引物序列（5'→3'）

Primer sequences（5'→3'）

产物长度/bp

Product length

退火温度/℃

Annealing temperature

Nrf2

AAGGGGTTGCGAAGGGAGT

821

TTGGGAATGTGGGCTACCTG

CAT

CCTGCAACGTTCTGTAAGGC

GCTTCATCTGGTCACTGGCT

SOD1

GCGAGTCATGGCGACGAA

298

CACAGTGGCCACACCATCTT

PI3K

GTGGTGAGAAGCATTGGGGA

GCTAGGATCCAAGATCTGTTACAT

AKT

TCGCCCCTCAACAACTTCTC

266

AGGGACACCTCCATCTCCTC

TP53

TCCTCGCCAGTGCAAAAGAA

CTCGGAACATCTCGAAGCGT

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
断奶仔猪肺脏指数/% Weaned piglet lung coefficient	1.08±0.09	0.98±0.04	0.94±0.08	0.378

项目

Item

CK组

CK group

D-gal组

D-gal group

GA+gal组

GA+gal group

P值

P-value

断奶仔猪肺脏指数/%

Weaned piglet lung coefficient

1.08±0.09

0.98±0.04

0.94±0.08

0.378

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
CAT/（μmol·（min·mg）^-1）	588.08±60.28^ab	747.22±63.91^a	428.93±40.06^b	0.010
SOD/（U·mg^-1）	0.15±0.01^b	0.21±0.02^a	0.13±0.01^b	0.015
MDA/（nmol·g^-1）	1.45±0.08^ab	1.66±0.14^a	1.04±0.16^b	0.004
8-OHdG/（ng·g^-1）	55.32±5.98^ab	84.17±12.88^a	34.90±7.54^b	0.014

项目 Item

CK组

CK group

D-gal组

D-gal group

GA+gal组

GA+gal group

P值

P-value

CAT/（μmol·（min·mg）^-1）

588.08±60.28^ab

747.22±63.91^a

428.93±40.06^b

0.010

SOD/（U·mg^-1）

0.15±0.01^b

0.21±0.02^a

0.13±0.01^b

0.015

MDA/（nmol·g^-1）

1.45±0.08^ab

1.66±0.14^a

1.04±0.16^b

0.004

8-OHdG/（ng·g^-1）

55.32±5.98^ab

84.17±12.88^a

34.90±7.54^b

0.014

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
Nrf2	0.58±0.11^b	2.53±0.47^a	0.88±0.21^b	0.003
CAT	1.14±0.12^b	1.81±0.31^a	0.66±0.06^b	0.006
SOD1	0.91±0.21^b	1.82±0.29^a	0.96±0.19^b	0.030

项目

Item

CK组

CK group

D-gal组

D-gal group

GA+gal组

GA+gal group

P值

P-value

Nrf2

0.58±0.11^b

2.53±0.47^a

0.88±0.21^b

0.003

CAT

1.14±0.12^b

1.81±0.31^a

0.66±0.06^b

0.006

SOD1

0.91±0.21^b

1.82±0.29^a

0.96±0.19^b

0.030

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
IL-8/（g·ng^-1）	55.54±5.50^b	91.07±10.21^a	43.85±14.16^b	0.019
IL-18/（ng·g^-1）	23.29±2.36^a	24.94±1.47^a	16.23±1.76^b	0.016
TGF-β/（pg·mg^-1）	43.37±2.22^b	55.80±2.77^a	38.21±5.31^b	0.016

项目

Item

CK组

CK group

D-gal组

D-gal group

GA+gal组

GA+gal group

P值

P-value

IL-8/（g·ng^-1）

55.54±5.50^b

91.07±10.21^a

43.85±14.16^b

0.019

IL-18/（ng·g^-1）

23.29±2.36^a

24.94±1.47^a

16.23±1.76^b

0.016

TGF-β/（pg·mg^-1）

43.37±2.22^b

55.80±2.77^a

38.21±5.31^b

0.016

项目 Item	CK组 CK group	D-gal组 D-gal group	GA+gal组 GA+gal group	P值 P-value
PI3K	1.13±0.23^b	2.32±0.31^a	1.28±0.17^b	0.009
AKT	1.01±0.18^b	2.34±0.49^a	1.45±0.16^ab	0.031
TP53	0.78±0.09^b	2.46±0.40^a	1.10±0.11^b	<0.001

项目 Item

CK组 CK group

D-gal组 D-gal group

GA+gal组 GA+gal group

P值 P-value

PI3K

1.13±0.23^b

2.32±0.31^a

1.28±0.17^b

0.009

AKT

1.01±0.18^b

2.34±0.49^a

1.45±0.16^ab

0.031

TP53

0.78±0.09^b

2.46±0.40^a

1.10±0.11^b

<0.001