随着畜牧业高速发展,动物损伤造成的经济损失越来越受重视,优化产业、减少损失成为目前急需解决的问题。在全面“禁抗”条件下,寻找天然安全有效的预防药物一直是畜牧与动物医学者新的研究目标。褪黑素又称抑黑素、松果体素,能够参与多种生理活动,且安全可靠、价格便宜、毒副作用小[1]。本文就褪黑素对动物机体受损伤的缓解、保护作用进行综述,包括褪黑素对动物机体应激损伤、霉菌毒素毒性损伤、脂多糖(LPS)诱导、重金属毒性损伤以及其他损伤的保护作用等方面,以期为褪黑素在动物受损伤情况下的应用提供参考。1褪黑素对动物机体应激损伤的保护作用1.1氧化应激、热应激动物正常生长过程中,随着生存环境、饲料营养水平等条件改变,应激时有发生,对动物生长发育不利,也会对养殖业造成严重的影响。褪黑素在抗氧化、抗凋亡方面具有重要功能,能够减少细胞内活性氧(ROS)含量、改善线粒体分布、修复α-tubulin与F-actin、降低猪卵母细胞凋亡、介导Nrf2信号通路,缓解热应激诱导的猪卵母细胞氧化损伤;还可通过提高抗氧化能力减弱热应激对卵丘细胞造成的损伤[2-3]。研究表明,褪黑素可通过调节生理生化指标缓解奶牛热应激,150 μmol/L褪黑素能够有效提高奶牛乳腺上皮细胞增殖活力,降低细胞炎性因子白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)、凋亡因子Caspase-3、热休克蛋白Hsp70的表达,增强细胞应激耐受性,减少炎性损伤和凋亡[4-5]。也有研究表明,热应激处理后小鼠的免疫功能和抗氧化性能受到明显损害,褪黑素可通过提高小鼠抗氧化功能和免疫力缓解热应激导致的器官损伤[6]。综上所述,褪黑素能够通过自身的抗氧化功能缓解热应激对畜禽造成的损伤,减少细胞凋亡,从而提高养殖业的生产效率。热应激会导致精子质量显著下降,而褪黑素能够缓解热应激对猪精子质量的影响[7],改善热应激西门塔尔牛精子质量[8],对雄鼠精子密度、活力、活率及质膜完整性具有显著的保护作用[9],还能够提高公鼠受精率和胚胎发育率,改善囊胚质量[10]。热应激可造成小鼠睾丸损伤、精母细胞凋亡,褪黑素能够通过蛋白激酶R样内质网调节激酶(PERK)和活化转录因子6(ATF6)信号通路起到一定修复作用,保护小鼠睾丸免受热应激损害[11]。综上,褪黑素对热应激造成的繁殖功能障碍也具有缓解作用。1.2慢性应激慢性应激持续时间较长,若不及时治疗可严重损害动物的健康。褪黑素能够缓解限位饲养导致的妊娠母猪慢性应激,对妊娠母猪免疫相关指标异常起到一定拮抗作用[12]。在大鼠慢性应激模型中,褪黑素可通过调节大鼠脾脏细胞线粒体动力学失衡、降低内质网未折叠蛋白反应以及减弱线粒体-内质网结构偶联的方式,维持大鼠脾脏细胞稳态,从而保护大鼠脾脏[12],还能够减少ROS生成、提高抗氧化能力、恢复Ca2+稳态、下调[Ca2+]i,抑制Calpain-1和Calpain-2活化、减少细胞凋亡,保护大鼠心脏损伤[13]。褪黑素可减少大鼠海马组织细胞肿瘤坏死因子-α(TNF-α)分泌,抑制TNF-α/p38信号通路减少细胞凋亡[14]。综上,褪黑素可通过氧化应激、线粒体-内质网结构偶联及TNF-α/p38信号通路缓解慢性应激对动物造成的氧化损伤、细胞凋亡等作用。2褪黑素对动物机体受霉菌毒素毒性损伤的保护作用呕吐毒素(DON)是粮食及饲料中的优势污染霉菌毒素[15],能够打破细胞氧化平衡状态诱导猪小肠上皮细胞凋亡。褪黑素可通过自噬、紧密连接信号通路减轻DON诱导的部分细胞损伤[16],对DON在小鼠卵母细胞成熟过程中所致的缺陷也具有保护作用[17]。猪对玉米赤霉烯酮(ZEN)毒性十分敏感[18],ZEN可显著促进猪卵巢颗粒细胞的凋亡,0.1、1.0 μmol/L的褪黑素能够抑制30 μmol/L ZEN诱导的细胞凋亡,提高细胞活力,表明褪黑素可在一定程度上缓解ZEN产生的生殖毒性[19]。褪黑素对ZEN污染猪胎盘滋养层细胞增殖和功能具有促进作用[20]。HT-2毒素能够诱导细胞凋亡、氧化应激、自噬和内质网应激,在褪黑素预处理的奶牛卵巢颗粒细胞中,其作用均明显减弱[21]。还有研究表明,添加10 nmol/L褪黑素可有效缓解HT-2毒素造成的湖羊睾丸间质细胞增殖与睾酮合成抑制,有效提升HT-2毒素抑制的湖羊睾丸间质细胞候选基因p32表达[22]。赭曲霉素A(OTA)是一种常见真菌毒素,具有极强肾毒性、遗传毒性,可破坏细胞氧化还原平衡等,威胁机体健康。褪黑素可缓解OTA诱导的猪卵母细胞线粒体自噬水平产生、氧化应激损伤和细胞凋亡等不良影响[17]。3褪黑素对动物机体受LPS诱导的保护作用LPS是一种强烈的炎症刺激物[23],能够激活一系列炎症因子以及免疫因子分泌,如TNF-α、IL-1β和IL-6等[24]。褪黑素可通过抑制TLR4/NF-κB信号通路的活化,降低下游因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的表达起到抗炎作用,从而保护LPS诱导奶牛乳腺上皮细胞炎症损伤[25-27]。研究表明,褪黑素对LPS刺激的滩羊骨骼肌卫星细胞炎性反应具有保护作用[28],对LPS诱导的育成期山麻鸭的生长缓慢和免疫功能下降等机体损伤起到缓解作用[29]。褪黑素还可抑制小胶质细胞激活,减轻海马炎症反应,改善LPS造成的大鼠海马炎性损伤[30]。由此可知,褪黑素对LPS诱导的炎症损伤具有较好的保护作用。4褪黑素对动物机体受重金属毒性损伤的保护作用目前经济稳定发展背景下,人们对食品安全等问题愈发重视,随着工业化进程加速,空气、土壤、水体重金属污染严重,动物采食重金属污染的饲料和水源后,畜禽水产品重金属残留、超标,对健康危害严重。褪黑素对镉所致的鸭大脑皮质毒性损伤具有一定保护作用[31]。长时间采用低浓度镉处理大鼠能够引起肾小管上皮细胞凋亡,褪黑素可通过清除ROS提高细胞抗氧化能力,还可通过SIRT1/PGC-1α信号通路,拮抗镉诱导的细胞凋亡[32]。褪黑素可通过激活沉默信息调节因子1/过氧化物酶体增殖物,激活受体-γ共激活因子-1α/核因子E2相关因子2(Sirt1/Pgc-1α/Nrf2)信号通路,进而减轻重铬酸钾(K2Cr2O7)导致的大鼠肺脏损伤,表明褪黑素对K2Cr2O7引起的肺脏毒性具有良好的治疗效果和潜在的应用价值[33]。4 000 mg/kg食盐灌胃小鼠24 h能够显著造成小鼠胃组织的氧化损伤,褪黑素能够缓解急性食盐中毒损伤[34]。以上诸多研究表明,褪黑素对重金属损伤具有一定的缓解作用。5褪黑素对动物机体受其他损伤的保护作用在体外胚胎培养过程中,矮壮素可造成牛卵母细胞减数分裂进程中的障碍、质量降低及后期发育能力衰退,添加褪黑素可有效修复矮壮素对牛卵母细胞造成的损伤[35]。褪黑素能够拮抗阿特拉津和二氨基氯三嗪造成的鹌鹑卵巢颗粒细胞氧化应激及线粒体损伤,通过激活Gsk-3β介导的细胞周期调控作用及性激素合成与分泌进而发挥雌性功能细胞的保护功能[36]。上述研究表明,褪黑素在缓解动物受损伤造成的生殖功能障碍过程中具有很好的保护作用。此外,禽致脑膜炎大肠杆菌感染可诱发小鼠脑膜炎,褪黑素通过介导肠道菌群保护小鼠肠道屏障的完整性,从而缓解败血症[37]。6结论综上所述,褪黑素在保护动物损伤方面发挥重要作用,主要表现在抗氧化、抗炎、减少细胞凋亡、增强动物机体免疫、提高动物繁殖性能等多个方面,给予动物机体损伤显著的保护、缓解作用。目前,褪黑素对治疗动物机体损伤的影响研究越来越多,然而其中涉及的作用机制和信号通路尚未完全阐明,因此,褪黑素作为一种新型有效能够保护、缓解动物损伤的药物还有待更多的试验研究。

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