《Scientific Reports》：Effects of hydroxypropyl starch on intestinal health and transcriptome of geese
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为解决鹅尿酸代谢紊乱致痛风及经济损失问题，安徽科技学院研究人员开展羟丙基淀粉（HPS）对鹅肠道健康和转录组影响的研究。结果表明 HPS 可改善肠道形态、降低血清尿酸水平，为其作鹅饲料添加剂提供科学依据。
在鹅养殖产业中，痛风就像一个隐藏的 “经济杀手”，悄悄给养殖户带来巨大损失。这是因为尿酸代谢紊乱引发的痛风，严重影响了鹅的健康和生产性能。肠道作为尿酸代谢的重要器官，其健康状况对尿酸代谢起着关键作用。然而，传统的养殖方式和饲料配方，难以有效改善鹅的肠道健康和尿酸代谢问题。为了打破这一困境，探索提高鹅养殖效益的新途径，安徽科技学院的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们聚焦于羟丙基淀粉（HPS）对鹅肠道健康和转录组的影响，致力于揭示其中的奥秘。最终，研究发现 HPS 能改善肠道形态，降低血清尿酸水平，这一成果为鹅饲料添加剂的开发提供了科学依据，有望为鹅养殖产业带来新的生机。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：选用 240 只 30 日龄扬州鹅，随机分为对照组（CG）、羟丙基淀粉组（HPS）和尿酸钠组（SU）进行分组饲养实验；采集血清和回肠样本，分别用于测定血清尿酸水平和进行组织学观察；提取回肠 RNA 构建文库测序，对测序数据进行转录组比对、组装及生物信息学分析；随机选取 6 个差异表达基因（DEGs）进行定量实时 PCR（RT-qPCR）验证 。
研究结果
- 血清尿酸水平：研究人员通过对不同处理组鹅血清尿酸水平的测定发现，SU 组血清尿酸水平最高，达 129.7μmol/L，显著高于其他两组；HPS 组血清尿酸水平为 56.6μmol/L，明显低于 CG 组的 70.8μmol/L。这表明 HPS 能有效降低鹅血清尿酸水平。
- 回肠组织学观察：对回肠进行组织学观察，结果显示 CG 组回肠绒毛排列紊乱，肠上皮细胞轮廓模糊；HPS 组回肠组织结构完整，绒毛排列有序；SU 组回肠绒毛受损，隐窝深度增加，肠绒毛上皮脱落。同时，HPS 组的绒毛高度（VH）显著高于 CG 组和 SU 组，隐窝深度（CD）显著低于 SU 组，绒毛高度与隐窝深度比值（VH/CD）显著高于 CG 组和 SU 组。这充分说明 HPS 对鹅回肠形态具有积极的保护和改善作用。
- 回肠转录组数据分析：构建 12 个鹅回肠转录组文库后，研究人员对测序数据进行了深入分析。主成分分析（PCA）显示不同处理组的回肠样本分布在不同亚群，表明筛选出的 DEGs 可靠。进一步分析发现，CG 与 HPS 组比较有 126 个 DEGs，CG 与 SU 组比较有 538 个 DEGs，HPS 与 SU 组比较有 1337 个 DEGs。
- 差异表达基因分析：对不同处理组的 DEGs 进行分析，发现 CG 与 HPS 组比较中，DEGs 主要富集在刷状缘膜、核糖体亚基等相关过程；CG 与 SU 组比较中，DEGs 主要富集在免疫反应等相关过程；HPS 与 SU 组比较中，DEGs 主要富集在核糖体、肠道免疫网络等相关过程。KEGG 富集分析表明，CG 与 HPS 组比较中，显著富集的通路是核糖体；CG 与 SU 组比较中，显著富集的通路包括 DNA 复制等；HPS 与 SU 组比较中，显著富集的通路有核糖体、肠道免疫网络等。
- 趋势分析：以 P<0.05 为筛选标准对 DEGs 进行趋势分析，发现三个显著基因表达谱（profiles 7、0 和 4），共包含 1171 个基因。其中 776 个基因在上调表达谱中，395 个基因在下调表达谱中。对这些基因进行功能富集分析，发现上调基因主要富集在核糖核蛋白复合物、免疫反应等相关过程，下调基因主要富集在与膜成分相关的过程。
- RT-qPCR 验证：随机选取 6 个基因进行 RT-qPCR 验证，结果显示这些基因的表达谱与 RNA-Seq 测序结果趋势相似，有力地证明了转录组测序结果的可靠性。
研究结论与讨论
综合研究结果可知，HPS 对鹅肠道形态和尿酸代谢具有显著的积极影响。从肠道形态方面来看，HPS 能增加绒毛高度，提高 VH/CD 比值，缓解高尿酸水平对肠道结构的损伤。这可能是因为 HPS 经肠道微生物发酵产生短链脂肪酸（SCFAs），SCFAs 不仅能为上皮细胞提供能量，促进尿酸代谢，还能维持肠道上皮屏障的完整性，促进有益菌生长。从尿酸代谢角度分析，HPS 可能通过上调与肠道功能、结构和尿酸代谢相关的基因表达，如 SLC5A12、SLC5A8、NR5A2、IPMK、PDZK1 等，增强肠道对营养物质的吸收和尿酸的排泄，从而降低血清尿酸水平。此外，研究还发现尿酸浓度升高会破坏肠道结构，引发炎症反应，刺激肠道免疫产生 IgA。而 HPS 可通过调节相关信号通路，如 PPAR 信号通路、PI3K-Akt 信号通路等，减轻炎症反应，维护肠道健康。
这项研究意义重大，它系统地揭示了 HPS 对鹅肠道健康和尿酸代谢的作用机制，为 HPS 作为鹅饲料添加剂的应用提供了坚实的理论基础。未来，研究人员可基于此，进一步利用基因编辑技术提高鹅对尿酸的耐受性，降低痛风发病率，提升鹅养殖产业的经济效益和可持续发展能力。
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