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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 葡萄籽花青素新用途抗斷乳腹瀉
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 葡萄籽花青素作為一種天然抗氧化劑，可以顯著提高血液谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和超氧化物酶的活性，對(duì)提高機(jī)體免疫反應(yīng)有重要作用。以往研究報(bào)道，尚未見用葡萄籽花青素調(diào)控機(jī)體免疫功能和抗氧化作用的機(jī)制。通過(guò)動(dòng)物飼養(yǎng)、細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，研究葡萄籽花青素改善斷乳仔鼠腸粘膜屏障的作用，以及對(duì)機(jī)體免疫功能和抗氧化功能的提高作用，進(jìn)而闡述葡萄籽花青素的分子機(jī)制，為葡萄籽花青素作為飼料添加劑提供理論依據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 多項(xiàng)研究顯示，動(dòng)物斷乳腹瀉是由于環(huán)境和微生物等各種理化因素引起腸粘膜屏障損傷形成。因此理論上講，如果能夠增強(qiáng)腸道的粘膜屏障功能，將可以顯著降低斷乳應(yīng)激所引起的腹瀉。 葡萄籽花青素作為一種天然抗氧化劑，可以顯著提高了血液谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，谷胱甘肽具有解毒的作用，對(duì)提高機(jī)體免疫反應(yīng)有重要作用。既往有研究報(bào)道，日糧添加葡萄籽花青素可能具有促進(jìn)腸道受損修復(fù)以及維持正常的局部免疫功能等作用。然而迄今為止，尚未見用葡萄籽花青素來(lái)改善腸道粘膜屏障，緩解動(dòng)物斷乳應(yīng)激的研究。特別地，有必要深入研究花青素調(diào)控機(jī)體免疫功能和抗氧化作用的機(jī)制。以大鼠為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，通過(guò)動(dòng)物飼養(yǎng)、細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，研究葡萄籽花青素改善斷乳仔鼠腸粘膜屏障的作用，以及對(duì)機(jī)體免疫功能和抗氧化功能的提高作用，進(jìn)而闡述葡萄籽花青素的分子機(jī)制，為葡萄籽花青素作為飼料添加劑提供理論依據(jù)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項(xiàng)目以大鼠為動(dòng)物模型，通過(guò)飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和組織切片，研究葡萄籽花青素改善斷奶仔鼠腸道粘膜屏障的作用，并通過(guò)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，研究葡萄籽花青素對(duì)機(jī)體免疫功能和抗氧化功能的提高作用，進(jìn)而闡述葡萄籽花青素作用的分子機(jī)制，為葡萄籽花青素用作飼料添加劑提供理論依據(jù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 既往有研究報(bào)道，日糧添加葡萄籽花青素可能具有促進(jìn)腸道受損修復(fù)以及維持正常的局部免疫功能等作用。然而迄今為止，尚未見用葡萄籽花青素來(lái)改善腸道粘膜屏障，緩解動(dòng)物斷乳應(yīng)激的研究。通過(guò)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證明葡萄籽花青素有抗斷乳腹瀉的作用，為葡萄籽花青素作為飼料添加劑提供理論上依據(jù)。以上應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)思路均是原創(chuàng)性的。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 深入研究花青素調(diào)控機(jī)體免疫功能和抗氧化作用的機(jī)制。為葡萄籽花青素用作飼料添加劑提供理論依據(jù)。葡萄作為北京的重要水果之一，每年釀酒產(chǎn)生的葡萄籽數(shù)以萬(wàn)噸記，若本項(xiàng)研究成功完成，有望將其開發(fā)為飼料原料之一，一方面增加了葡萄的利用效率，節(jié)約了成本，為葡萄籽的廢物利用開辟新的途徑；另一方面減少了飼料行業(yè)對(duì)抗生素、VitC等的需求，為解決斷奶仔豬應(yīng)激難題提供了新的方法。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本項(xiàng)研究以斷奶大鼠為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，探討葡萄籽花青素緩解斷奶腹瀉的效果，及其可能的作用機(jī)理。72只斷奶大鼠按體重隨機(jī)分為3組，用三種類型的日糧分別飼喂：基礎(chǔ)日糧、基礎(chǔ)日糧添加250mg/kg葡萄籽花青素、基礎(chǔ)日糧添加2000 mg/kg氧化鋅。經(jīng)28天實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示相比于對(duì)照組，葡萄籽花青素添加組顯著減少腹瀉發(fā)生率（P<0.05），這和氧化鋅添加組的結(jié)果類似。葡萄籽花青素添加均顯著降低尿乳糖與甘露醇的比值（P<0.05），提示它有保護(hù)腸道黏膜屏障的作用。進(jìn)一步研究顯示，葡萄籽花青素組能顯著提高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和谷胱甘肽的活性，同時(shí)降低腸黏膜丙二醇水平（P<0.05）。此外，以腸黏膜細(xì)胞系IEC-6為細(xì)胞模型，用過(guò)氧化氫誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，體外功能研究顯示，添加葡萄籽花青素顯著增強(qiáng)腸黏膜細(xì)胞中Ocln和ZO-1蛋白的含量，進(jìn)而緩解過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激對(duì)腸道黏膜屏障的損傷。綜上所述，葡萄籽花青素可以通過(guò)降低腸黏膜通透性，提高腸黏膜抗氧化能力，緩解斷乳應(yīng)激所致腹瀉，因此具有潛在的減少斷奶腹瀉的應(yīng)用前景。
獲獎(jiǎng)情況
- 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果撰寫的《Dietary grape-seed procyanidins decreased post-weaning diarrhea by modulating intestinal permeability and suppressing oxidative stress in rats》于2011年1月已經(jīng)投稿到SCI雜志J AGR FOOD CHEM 并于5月2號(hào)收到接收函并在線發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 葡萄籽花青素提高細(xì)胞的抗氧化能力，抑制氧化應(yīng)激對(duì)腸道粘膜細(xì)胞的損傷；提高腸道細(xì)胞緊密連接蛋白的水平，降低腸道粘膜屏障的通透性，發(fā)揮腸道粘膜屏障的保護(hù)作用，同時(shí)實(shí)驗(yàn)未觀測(cè)到任何副作用。
參考文獻(xiàn)
- (1) Neubauer, O.; Reichhold, S.; Nics, L.; Hoelzl, C.; Valentini,J.; Stadlmayr, B.; Knasmüller, S.; Wagner, K. H. Antioxidant responses to an acute ultra-endurance exercise: impact on DNA stability and indications for an increased need for nutritive antioxidants in the early recovery phase. Br. J. Nutr. 2010, 104, 1129-1138. (2) Terra, X.; Valls, J.; Vitrac, X.; Mérrillon, J. M.; Arola, L.; Ardèvol, A.; Bladé, C.; Fernandez-Larrea, J.; Pujadas, G.; Salvadó, J.; Blay, M. Grape-seed procyanidins act as antiinflammatory agents in endotoxin-stimulated RAW 264.7 macrophages by inhibiting NFkB signaling pathway. J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 4357-4365. (3) Barboza Junior, M. S.; Silva, T. M.; Guerrant, R. L.; Lima, A. A. Measurement of intestinal permeability using mannitol and lactulose in children with diarrheal diseases. Braz. J. Med. Biol. Res. 1999, 32, 1499–1504. (4周涌,李永進(jìn),宋春梅等.葡萄籽原花青素對(duì)PC12細(xì)胞氧化損傷的神經(jīng)保護(hù)作用及機(jī)制研究[J].JOURNAL OF HYGIENE RESEARCH,2009,38(4)_2
同類課題研究水平概述
- 斷乳仔豬腹瀉是導(dǎo)致新生仔豬生長(zhǎng)性能下降甚至死亡的主要原因，目前國(guó)際上多采用在飼料中添加抗生素方法來(lái)降低腹瀉率。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，添加抗生素的副作用非常明顯，如抗生素殘留、抗生素耐藥、影響肉品質(zhì)和危害人類健康。因此，尋找抗生素的綠色替代品，開發(fā)無(wú)抗飼料，成為目前畜牧飼料行業(yè)的重要研究課題。 目前尋找無(wú)抗飼料的一個(gè)重要方向是用天然抗氧化劑，如VitC,VitE,硫辛酸等，來(lái)替代飼料中的抗生素。這些天然抗氧化劑沒有抗生素的副作用，對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害，日益獲得廣泛應(yīng)用。近年的研究顯示，葡萄籽花青素有非常強(qiáng)的抗氧化效果，而且現(xiàn)有研究未發(fā)現(xiàn)任何副作用。而且，作為葡萄生產(chǎn)和釀酒行業(yè)的副產(chǎn)品，葡萄籽花青素產(chǎn)量是非常大的，據(jù)估計(jì)，僅北京每年就生產(chǎn)葡萄籽花青素近百萬(wàn)噸。如果能將其開發(fā)為有效的飼料原料之一，一方面增加了葡萄的利用效率，節(jié)約了飼料成本，另一方面減少了飼料行業(yè)對(duì)抗生素、VitC,VitE等的需求，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 目前對(duì)葡萄籽花青素的研究主要集中于其有效組分的分離和鑒定，以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定等，而將其作為發(fā)揮抗氧化作用的飼料添加劑的研究尚未見報(bào)道。我們的研究將解決以上問(wèn)題，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值，預(yù)期能取得較為理想的結(jié)果。當(dāng)然，目前的研究顯示，其他的抗氧化劑如VitC,VitE,氧化鋅，硫辛酸等只能部分的替代抗生素的作用，而不能完全替代。我們的研究以經(jīng)典的抗氧化劑氧化鋅做對(duì)照，準(zhǔn)確評(píng)估葡萄籽花青素的生物學(xué)作用。
