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不同单色光组合对肉鸡脾淋巴细胞增殖及其相关信号途径的影响

作　者: 张自强
导　师: 陈耀星
学　校: 中国农业大学
专　业: 基础兽医学
关键词: 单色光转化 肉鸡 脾 淋巴细胞增殖 褪黑激素受体 信号通路
分类号: S831
类　型: 博士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


禽类具有特殊的视觉系统,能比人类感知更宽的频谱范围,所以对光的波长(颜色)变化非常敏感。本研究是我们实验室前期研究发现在肉鸡生长前期绿光能促进其细胞免疫和体液免疫和在生长后期蓝光的促进作用更明显的基础上,进一步探讨在肉鸡饲养过程中采用不同光色的光照组合是否能够更好地改善其细胞免疫和体液免疫功能,及其作用的相关机制。为此选用刚出壳的AA肉鸡,分别饲养在LED灯为光源的白光(W,400-700nm)、红光(R,660nm)、绿光(G,560nm)和蓝光(B,480nm)下,26日龄时转换光色组成12个光色组合(WR、WG、WB、RW、 RG、RB、GW、GR、GB、BW、BR、BG),同时以4个单色光(WW、RR、GG、BB)为试验对照,继续饲养到49日龄。主要研究结果如下：1、不同光色组合对肉鸡免疫功能的影响49日龄时,GB光色组合组的抗新城疫病毒和牛血清白蛋白的抗体水平最高,比其他光色组合提高了11.66%～51.43%(P=0.000-0.044)和11.65%-43.33%(P=0.000～0.009),但与BG组无显著差异(P=0.489和0.452)。外周血的T和B淋巴细胞增殖率也是GB组最高,其中T淋巴细胞的增殖率比其他光照组高12.38%～36.19%(P=0.000-0.013),但与GW组(P=0.112)、BG组(P=0.714)和BB组(P=0.161)无显著差异；B淋巴细胞增殖率高于其他光照组12.96%～50.01%(P=0.000～0.004),但与BG组差异不显著(P=-0.677)。GB组的血浆IL-2含量高于单独单色光组9.68%～60.27%(P=0.000～0.025),但TNF-α含量低于单独单色光组16.88%～40.49%(P=0.000-0.002),且它们都与BG组间无显著差异(P=0.382和0.402)。2、不同光色组合对肉鸡脾发育和淋巴细胞增殖的影响49日龄时,在GB光色条件下饲养的肉鸡,脾器官指数高于单独单色光组11.61%～36.26%(P=0.000～0.019),但与BG组无显著差异(P=0.398)；脾小结的直径分别高于WW组37.76%(P<0.001)、RR组64.84%(P<0.001)和GG组10.72%(P=0.033),而与BG组(P=0.628)和BB组(P=0.212)间差异不显著；脾的动脉周围淋巴鞘面积分别高于WW组41.01%(P<0.001)、RR组75.36%(P<0.001)和GG组19.84%(P=0.003),但与BG组无显著差异(P=0.671)；脾细胞增殖细胞核抗原(PCNA)的累计光密度(IOD)值高于WW组23.09%(P<0.001)、RR组27.84%(P<0.001)和GG组14.64%(P=0.007),但与BG组(P=0.459)和BB组(P=0.058)之间差异不显著；脾T淋巴细胞的增殖率高于WW组、RR组和GG组18.33%～42.85%(P=0.000～0.003),但与BB和BG组无显著差异(P>0.05)；脾B淋巴细胞增殖率高于其他所有光色组11.90%～34.28%(P=0.000～0.018)。3、不同光色组合对肉鸡褪黑激素分泌的影响及其在调节脾淋巴细胞增殖中的作用35日龄,GB组肉鸡的血浆和脾中褪黑激素含量均高于其他单独的单色光组21.97%～55.03%(P<0.001)和23.22%-71.93%(P=0.000～0.017),但与BG组之间无显著的差异(P=0.334和0.234)。脾淋巴细胞增殖相关性分析显示,血液和脾中褪黑激素的水平与脾淋巴细胞增殖的相关系数分别为r=0.947和r=0.909,具有高度的相关性。体外细胞试验进一步证实,外源性生理浓度的褪黑激素刺激使不同光色组合条件下的肉鸡脾T淋巴细胞增殖率升高12.44%～19.26%(P<0.05),且升高趋势与不同光色处理组之间褪黑激素的分泌相关。4、不同光色组合对肉鸡脾淋巴细胞抗氧化功能的影响49日龄时,GB组肉鸡脾的GSH-Px和SOD酶活性最高,分别比其他光色组高11.27%～58.66%(P=0.000～0.003)和12.18%～32.14%(P=0.001～0.026),但与BG组间差异不显著(P>0.05)；GB组的T-AOC的酶活性也是最高,高于WW组36.84%和RR组71.69%(P<0.001),但与GG组、BB组和BG组之间无显著的差异(P>0.05)。相反,GB组的MDA含量最低,低于WW组、RR组和GG组21.18%～40.89%(P=0.003-0.044),但与BB和BG组之间无显著的差异(P>0.05)。5、不同光色组合对肉鸡脾淋巴细胞褪黑激素受体表达的影响RT-PCR和Western blot检测显示,GB组肉鸡脾褪黑激素受体Mel1a、Mel1b和Mel1c的mRNA和蛋白表达显著高于其他的单色光照组,但与BG组间无显著差异,且这三种受体的mRNA或蛋白水平都是Mel1b>Mel1c>Mel1a。免疫组化染色定位显示,Mel1a受体主要分布在动脉周围淋巴鞘和椭球周围淋巴鞘；Mel1b受体广泛分布于整个脾组织,包括白髓、红髓,边缘区；Mel1c受体也广泛分布于椭球、边缘区、红髓。6、褪黑激素介导的光色组合诱导肉鸡脾的淋巴细胞增殖作用中的信号通路体外试验结果显示,外源性褪黑激素促进35日龄GB组肉鸡脾T淋巴细胞增殖的作用被褪黑激素受体阻断剂抑制。与对照组相比,Mel1b受体特异性阻断剂(4P-PDOT)降低T淋巴细胞增殖率13.29%(P=0.028),Mel1c受体特异性阻断剂(prazosin)降低了11.05%(P=0.035),但Mel1a和Mel1b非特异性受体阻断剂(luzindole)的作用不显著,仅降低6.34%(P=0.136)。进一步的胞内信号通路试验发现,添加MEL+PD98059(ERK通路阻断剂)组和MEL+PDTC (NF-κB通路特异性通路阻断剂)组的T淋巴细胞增殖率分别低于MEL组13.05%(P=-0.033)和13.97%(P=0.029),表明两种信号通路阻断剂都能够显著抑制肉鸡脾T淋巴细胞的增殖。结论：在肉鸡饲养过程中,与采用单独的单色光照相比,生长前期采用绿色光照(0-26日龄)和生长后期(27-49日龄)改为蓝色光照,能够更好地促进肉鸡脾的发育,提高细胞免疫和体液免疫应答水平,改善免疫功能。其作用机理显示：光色通过影响肉鸡体内褪黑激素的分泌而影响肉鸡免疫功能；褪黑激素一方面提高肉鸡脾组织抗氧化酶GSH-Px和SOD的活性和抗氧化功能；另一方面主要通过与Mel1b和Mel1c受体结合,经细胞内ERK及其下游NF-κB信号途径促进脾淋巴细胞增殖而发挥免疫调控的作用。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-15
缩略词  15-17
图表目录  17-19
第一章 前言  19-44
  1 光照信息对动物生长发育的影响  19-25
    1.1 光照信息  19-21
    1.2 光照信息对肉鸡的生长发育和免疫功能的影响  21-25
  2 褪黑激素的合成代谢途径及其生理功能  25-28
    2.1 褪黑激素的来源与分布  26
    2.2 褪黑激素的生物合成和代谢  26-27
    2.3 光照信息与褪黑激素的关系及其作用途径  27-28
  3 褪黑激素受体类型及其分布特点  28-30
  4 褪黑激素对免疫功能的影响  30-36
    4.1 褪黑激素与免疫反应  30-34
    4.2 褪黑激素与免疫细胞因子  34-35
    4.3 细胞因子  35-36
  5 褪黑激素的抗氧化和抗应激的功能  36-38
    5.1 褪黑激素的抗氧化功能  36-38
    5.2 褪黑激素的抗应激功能  38
  6 褪黑激素作用的受体途径及相关的信号转导机制  38-42
    6.1 褪黑激素与其受体的相互作用  38-39
    6.2 褪黑激素与其受体作用后的信号通路  39-41
    6.3 免疫系统中褪黑激素信号的作用通路  41-42
    6.4 褪黑激素与核受体的相互作用  42
  7 研究目标与内容  42-44
    7.1 研究目的及意义  42-43
    7.2 研究内容  43-44
第二章 不同光色组合对肉鸡免疫功能的影响  44-56
  1 引言  44
  2 材料与方法  44-47
    2.1 试验动物  44-45
    2.2 光照制度  45
    2.3 主要仪器设备  45-46
    2.4 主要试剂及其配制  46
    2.5 血液样品的采集处理和相关指标的测定  46-47
    2.6 外周血T和B淋巴细胞的增殖率  47
    2.7 数据分析  47
  3 结果  47-54
    3.1 不同光色组合对肉鸡抗新城疫疫苗抗体水平的影响  47-48
    3.2 不同光色组合对肉鸡体内抗牛血清白蛋白抗体水平的影响  48-50
    3.3 不同光色组合对外周血T淋巴细胞增殖的影响  50-51
    3.4 不同光色组合对外周血B淋巴细胞的增殖的影响  51-52
    3.5 不同光色组合对肉鸡细胞因子IL-2含量的影响  52-53
    3.6 不同光色组合对肉鸡细胞因子TNF-α含量的影响  53-54
  4 讨论  54-55
    4.1 不同光色组合对肉鸡细胞免疫和体液免疫的影响  54
    4.2 不同光色组合对肉鸡免疫应激的影响  54-55
  5 小结  55-56
第三章 不同光色组合对肉鸡脾淋巴细胞增殖的影响  56-66
  1 引言  56
  2 材料和方法  56-58
    2.1 试验动物、光源与光照制度  56
    2.2 试验取材  56
    2.3 主要仪器设备  56-57
    2.4 主要试剂  57
    2.5 HE(苏木精-伊红染色)染色  57
    2.6 脾细胞核增殖抗原(PCNA)免疫组织化学染色  57-58
    2.7 脾的淋巴细胞转化试验  58
    2.8 数据分析  58
  3 结果  58-65
    3.1 不同光色组合对肉鸡脾器官指数的影响  58-59
    3.2 不同光色组合对肉鸡脾小结直径和动脉周围淋巴鞘面积的影响  59-60
    3.3 不同光色组合对脾细胞核增殖抗原(PCNA)的影响  60-63
    3.4 不同光色组合对脾T和B淋巴细胞增殖的影响  63-65
  4 讨论  65
  5 小结  65-66
第四章 不同光色组合对肉鸡褪黑激素分泌的影响及其在调节脾淋巴细胞增殖中的作用  66-72
  1 引言  66
  2 材料和方法  66-68
    2.1 试验动物、光源与光照制度  66
    2.2 主要仪器设备  66-67
    2.3 主要试剂及配制  67
    2.4 血浆样品的采集及其褪黑激素含量测定  67
    2.5 脾淋巴细胞分离培养  67
    2.6 数据分析  67-68
  3 结果  68-70
    3.1 不同光色处理组肉鸡血浆褪黑激素含量  68
    3.2 不同光色处理组肉鸡脾淋巴细胞褪黑激素含量  68-69
    3.3 褪黑激素变化与脾淋巴细胞增殖的相关性分析  69
    3.4 外源性褪黑激素对35日龄不同光色处理的肉鸡脾淋巴细胞增殖的影响  69-70
  4 讨论  70-71
  5 小结  71-72
第五章 不同光色组合对肉鸡脾淋巴细胞抗氧化功能的影响  72-79
  1 引言  72
  2 材料和方法  72-74
    2.1 试验动物与光照制度  72
    2.2 主要仪器设备  72
    2.3 主要试剂  72-73
    2.4 抗氧化样品的采集和处理  73-74
    2.5 数据分析  74
  3 结果  74-77
    3.1 不同波长的光照组合对肉鸡脾抗氧化功能的影响  74-77
  4 讨论  77-78
  5 小结  78-79
第六章 不同光色组合对肉鸡脾淋巴细胞褪黑激素受体的影响  79-98
  1 引言  79
  2 材料和方法  79-83
    2.1 试验动物与光照制度  79
    2.2 主要仪器设备  79-80
    2.3 主要试剂  80
    2.4 动物处理及样品的采集  80
    2.5 脾褪黑激素受体RT-PCR  80-81
    2.6 脾褪黑激素受体蛋白的检测  81-82
    2.7 脾褪黑激素受体免疫组化染色  82
    2.8 数据分析  82-83
  3 结果  83-97
    3.1 不同光色组合对肉鸡脾褪黑激素受体mRNA表达的影响  83-85
    3.2 不同光色组合对肉鸡脾褪黑激素受体蛋白表达的影响  85-87
    3.3 不同光色组合对肉鸡脾的褪黑激素受体Mel 1a表达的影响  87-90
    3.4 不同光色组合对肉鸡脾的褪黑激素受体Mel 1b表达的影响  90-94
    3.5 不同光色组合对肉鸡脾的褪黑激素受体Mel 1c表达的影响  94-97
  4 讨论  97
  5 小结  97-98
第七章 光色介导的褪黑激素在肉鸡脾的淋巴细胞增殖过程中信号通路探讨  98-105
  1 引言  98
  2 材料和方法  98-100
    2.1 试验动物、光源与光照制度  98
    2.2 主要仪器设备  98
    2.3 主要试剂及配制  98-99
    2.4 脾淋巴细胞的体外试验  99-100
    2.5 脾淋巴细胞增殖过程中磷酸化ERK蛋白的检测  100
    2.6 数据分析  100
  3 结果  100-103
    3.1 三种褪黑激素受体阻断剂对脾淋巴细胞增殖能力的影响  100-101
    3.2 PD98059和PDTC最佳浓度的选择  101-102
    3.3 cAMP/ERK通路在脾淋巴细胞增殖过程中的作用  102-103
    3.4 脾淋巴细胞增殖过程中磷酸化ERK蛋白的检测结果  103
  4 讨论  103-104
    4.1 不同褪黑激素受体介导的脾淋巴细胞增殖  103-104
    4.2 褪黑激素促进脾淋巴细胞增殖的下游信号通路  104
  5 小结  104-105
第八章 总体讨论  105-110
  1 单色光照组合对肉鸡免疫功能的影响  105-106
    1.1 光色组合对肉鸡体液免疫功能的影响  105
    1.2 光色组合对肉鸡细胞免疫功能的影响  105-106
  2 褪黑激素在单色光照组合影响肉鸡脾淋巴细胞增殖中的作用  106-107
  3 褪黑激素调控单色光组合影响肉鸡脾淋巴细胞增殖作用中的受体及非受体途径  107-108
    3.1 褪黑激素调控单色光组合影响肉鸡脾淋巴细胞增殖作用中的受体途径  107-108
    3.2 褪黑激素调控单色光组合影响肉鸡脾淋巴细胞增殖作用中的非受体途径  108
  4 褪黑激素调控单色光组合影响肉鸡脾淋巴细胞增殖作用中的胞内信号通路  108-110
第九章 结论与创新点  110-113
  结论  110-111
  创新点  111-113
参考文献  113-129
致谢  129-131
作者简介  131

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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 家禽 > 鸡
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