二氫槲皮素的生物學功能及其在畜禽生產中的應用進展

王夢雨 萬 凡,2 伊 寶* 張宏福

(1.中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，動物營養學國家重點實驗室，北京 100193；2.蘭州大學草地農業科技學院，蘭州 730020)

飼料中添加抗生素可以促進畜禽生長，提高養殖效率，但飼用抗生素的使用導致抗生素殘留和環境污染等問題，嚴重制約我國畜牧業的健康可持續發展。植物多酚因具有抗氧化、抗炎、抗菌等多種生物學功能，可作為潛在的畜禽飼料添加劑[1-3]。黃酮類化合物是植物多酚的一個主要亞群，包括黃酮、異黃酮以及黃烷酮醇等[4]，多為植物的次生代謝產物，常存在于蔬菜和水果中[5]。二氫槲皮素(dihydroquercetin，DHQ)是一種典型的黃烷酮醇類植物多酚，存在于花旗松[6]、洋蔥[7]等植物中，具有抗氧化、抗炎、抗纖維化、抗癌、抗病毒等多種生物學功能。目前，DHQ作為食品添加劑和醫藥主功效成分，在食品健康和醫療等領域發揮著重要作用，但在畜禽飼料添加劑領域的應用還處于起步階段。本文就DHQ的分子結構、理化性質、生物學功能及其可能的作用機制進行綜述，并總結了DHQ在畜牧業生產中的研究現狀，旨在為新型飼料添加劑的開發和應用提供理論依據。

1 DHQ的理化性質

DHQ又稱紫杉葉素、花旗松素或黃杉素，最早由日本學者Fukui于1965年從花旗松(Pseudotsugamenziesii)的樹皮中提取分離[8]，而后發現洋蔥[7]、松樹皮[9]、水飛薊[10]以及柑橘類水果[11]中均含有DHQ。DHQ屬于黃烷酮醇類多酚化合物，化學名稱為3，5，7，3’，4’-五羥基二氫黃酮，分子式為C15H12O7，相對分子質量為304.25，屬于維生素P族，主要存在于植物的根部、莖干以及果實中，其中，在花旗松樹皮中的含量可高達7%[12]。DHQ含有2個芳香族結構和1個雜環結構，能以反式和順式2種結構形式存在，且反式結構活性更強[13]。DHQ的生物學活性與其分子結構密切相關，其A環C5、C7以及B環C3’、C4’位置上存在羥基，這種特殊分子結構決定了DHQ易成為供氫體，是其發揮螯合過渡金屬離子及清除自由基的主要原因[14](圖1-A)。

圖1 DHQ與QE的分子結構及差異Fig.1 Molecular structure and their difference between DHQ and QE[16-17]

2 DHQ的生物學功能

2.1 抗氧化

DHQ具有極強的抗氧化性能，且來源安全。根據歐洲議會和理事會法規(EU)2015/2283，DHQ可作為食品添加劑應用于牛奶、奶酪等食品中[15]。DHQ和槲皮素(quercetin，QE)均具有較強的抗氧化活性[16]。DHQ具有4個酚羥基，C2和C3骨架之間為單鍵(圖1-A)，而QE為不飽和的雙鍵[16](圖1-B)。研究表明，QE存在光毒性、致突變性和致瘤性，但DHQ無任何毒性[16-17]。因此，相比QE，DHQ是一種安全無毒、具備較強應用潛力的抗氧化劑[18-19]。

DHQ的抗氧化性能表現在2方面：一方面，具備直接清除氧自由基的能力，且這種能力與化合物中所含羥基數量及分子骨架的平面度和離域程度有關[20]；另一方面，DHQ可直接阻止活性氧(ROS)的產生。鐵作為一種過渡金屬，可催化過氧化氫(H2O2)生成氧自由基(Fenton反應)產生細胞毒性[21]。病理條件下，肝細胞對鐵的吸收增加，過量的鐵在肝細胞中積累，引起機體產生大量ROS，隨后誘導細胞凋亡和組織損傷[22]。研究發現，Fe2+與DHQ絡合后失去催化Fenton反應的活性，這在一定程度上阻止了ROS的產生[23]。同時，DHQ不僅能夠顯著抑制HBZY-1細胞、HK2細胞和視網膜色素上皮細胞中ROS的產生，還能有效緩解細胞活力的下降[24-25]。對乙酰氨基酚(acetaminophen，APAP)能誘導小鼠氧化還原失衡，造成急性肝臟損傷，這種損傷在添加DHQ后能夠得到明顯改善[26]，可能是因為DHQ增強了肝臟中谷胱甘肽(GSH)的含量[27]。另外，DHQ還能通過降低丙二醛(MDA)水平，增強超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶的活性，發揮抗氧化作用。Shu等[28]對缺氧/復氧(hypoxia/reoxygenation，H/R)誘導的H9C2大鼠心肌細胞氧化應激模型進行研究，發現DHQ能夠抑制MDA生成，提高SOD、CAT以及GSH-Px等抗氧化酶的活性，改善細胞脂質過氧化。同時，DHQ還能夠緩解缺血/再灌注(ischemia/reperfusion，I/R)誘導的心臟組織氧化損傷，提高其抗氧化能力。高溫飼養環境下，肉雞血清中GSH-Px的活性降低，而在飼糧中添加DHQ可顯著提高血清中GSH-Px活性，該研究提示DHQ對肉雞的抗氧化能力起到了增強作用[29]。此外，DHQ還可以通過降低一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)的轉錄表達發揮其抗氧化功能[30]。

有報道稱，多酚通過激活相關信號通路進而促進各種抗氧化酶的表達[31]。DHQ增強機體抗氧化能力的分子機制涉及Kelch樣ECH相關蛋白1/細胞核因子E2相關因子2(Kelch-like ECH-associated protein 1/nuclear factor E2-related factor 2，Keap1/Nrf2)和磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B，PI3K/AKT)通路(圖2-A)。Nrf2是維持氧化還原穩態的重要通路，當機體發生氧化應激時，Nrf2基因表達量上調，Nrf2蛋白從細胞質易位到細胞核，在核內與某些Ⅱ相解毒酶基因轉錄啟動子區的抗氧化反應元件(AREs)相互作用，從而引起血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)、NAD(P)H醌脫氫酶1[NAD(P)H quinone dehydrogenase 1，NQO1]等細胞保護相關基因的轉錄[32-33]。DHQ可以激活Nrf2信號通路，上調Nrf2和HO-1基因的轉錄表達，發揮抗氧化作用[34]。有研究發現，DHQ對大鼠H9C2心肌細胞的保護作用與Nrf2通路激活及HO-1的表達上調有關[28]。同樣，Xie等[25]也發現，DHQ可以激活Nrf2和Ⅱ相抗氧化酶系統，對H2O2誘導的細胞氧化損傷發揮保護作用。關于PI3K/AKT信號通路的機制研究發現，ROS在內質網中積累引發內質網應激，并與PI3K/AKT介導的線粒體凋亡通路共同觸發細胞凋亡[35]。Shu等[28]利用Western blot對蛋白質進行半定量分析，發現DHQ對凋亡信號通路的抑制作用主要是通過激活PI3K和AKT的磷酸化來增加HO-1蛋白的表達量，從而阻斷ROS誘導的內質網應激。同時，Salama等[36]發現，DHQ調節氧化還原敏感的PI3K/AKT和MAPK信號(p38/c-Fos)，并通過降低脂質和蛋白質氧化提高鐵誘導的肝臟組織的抗氧化能力。此外，Zai等[37]發現，在APAP誘導的小鼠原代肝細胞損傷模型中，添加DHQ消除了肝細胞中過量的ROS，可能的機制是通過激活蛋白質酪氨酸激酶2/信號轉導與轉錄激活因子3(JAK2/STAT3)信號通路發揮作用。

綜上所述，DHQ在清除氧自由基及增強機體抗氧化防御系統中發揮重要作用，主要通過Keap1/Nrf2和PI3K/AKT通路調控HO-1、NQO1等抗氧化酶的表達，以及通過絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和JAK2/STAT3信號平衡機體的氧化還原狀態，緩解ROS的累積，進而提高生物體的抗氧化能力。在畜牧業實際生產中，動物往往易受到外界環境刺激引發應激反應，嚴重的氧化應激會直接影響動物健康，導致畜禽生長緩慢、體重減輕以及飼料轉化率降低等問題。為了規避這些問題，積極采取有效的抗氧化措施極其重要。在試驗動物及細胞模型中DHQ的抗氧化能力已被反復證實[26,28]，具備較強的科學性和實用性，這為開發抗氧化補充防御系統幫助畜禽維持氧化還原平衡提供了研究基礎。

2.2 抗炎

除了抗氧化能力，DHQ具有抵抗炎癥反應的能力[38]，能夠通過下調促炎細胞因子的表達，抑制相關信號通路發揮抗炎作用[7,36,39]。脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)是宿主體內常見的內毒素，可通過多種途經刺激細胞釋放炎性介質，引起炎癥反應[40-41]。研究表明，在LPS刺激的RAW 264.7小鼠單核巨噬白血病細胞中，添加DHQ顯著下調了腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、干擾素-γ(IFN-γ)以及Toll樣受體-4(TLR-4)基因的表達量，并通過TNF-α和白細胞介素(IL)-6生成受阻緩解了LPS刺激的RAW 264.7細胞炎癥反應[7]。Liu等[42]研究發現，在LPS誘導的急性肺損傷模型中，添加高濃度的DHQ(2.5 μg/mL及以上)可以抑制TNF-α、IL-1β和IL-6的基因表達，改善炎癥反應。另外，在APAP誘導的小鼠急性肝損傷試驗中，與對照組相比，DHQ組小鼠肝臟TNF-α和IL-6的mRNA表達量下調[26]。類似的研究，Chen等[43]發現，DHQ可降低促炎細胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-2以及IL-4基因mRNA的表達量，抑制伴刀豆球蛋白A誘導的肝臟損傷。其次，DHQ還可通過減少炎性因子IL-1β的轉錄表達[30]和降低ROS含量，緩解小鼠胰腺炎[44]。除此之外，DHQ通過抑制核苷酸結合寡聚化結構域樣受體樣蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)、核苷酸結合寡聚化結構域受體家族半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶募集域蛋白質4(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family caspase recruitment domain-containing protein 4，NLRC4)以及黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2，AIM2)炎性小體的生成，抑制H2O2誘導的細胞炎性壞死[45]。同時，Ding等[24]還發現，DHQ對糖尿病腎病的保護作用也與NLRP3的減少有關。

研究發現，DHQ主要通過抑制NF-κB信號通路或激活Nrf2信號通路來實現抗炎作用[7,46-47](圖2-B)。NF-κB是一種先天和適應性免疫反應的主要調節因子，在急性和慢性炎癥的發病機制中發揮重要作用[48-49]。該通路的激活能引起TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎細胞因子的釋放。研究表明，LPS誘導急性肺損傷會引發炎癥反應和細胞凋亡[42]，DHQ補充可以緩解該癥狀，主要作用機制是DHQ誘導miR-132-3p表達上調，通過抑制轉錄因子叉頭框蛋白O3(forkhead box O3，FOXO3)激活NF-κB信號通路發揮抗炎作用[42]。一氧化碳(carbon monoxide，CO)是HO-1的酶促反應產物，能抑制促炎細胞因子的表達[50]。最新的研究發現，在LPS誘導的Raw 264.7細胞的炎癥模型中，敲除HO-1基因，減弱了DHQ對促炎細胞因子TNF-α和IFN-γ的抑制，但增強了Nrf2基因mRNA的表達，促進了AMP激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)的磷酸化，該研究認為，DHQ可能通過AMPK/Nrf2/HO-1發揮抗炎作用[7]。Hou等[51]通過給小鼠灌胃DHQ，探究DHQ對葡聚糖硫酸鈉(dextran sulfate，DSS)誘導的小鼠潰瘍性結腸炎的緩解作用，發現DHQ能夠增加結腸緊密連接蛋白的咬合蛋白(Occludin)和閉合蛋白-1(Claudin-1)的表達，進而增強腸道屏障完整性，并通過抑制NF-κB信號通路、調節腸道菌群等緩解小鼠結腸炎癥。這一發現是DHQ等多種天然黃酮類物質開發成為治療腸道炎癥的重要理論依據，同時，總結DHQ的抗炎作用，也為豬肺部炎癥、奶牛乳房炎等畜禽的炎癥性疾病治療提供了理論支撐。

↑：提高 increased；↓：降低 decreased；ROS：活性氧 reactive oxygen species；Keap1：Kelch樣ECH相關蛋白1 kelch-like ECH-associated protein 1；Nrf2：細胞核因子E2相關因子2 nuclear factor E2-related factor 2；ARE：抗氧化反應元件 antioxidant reaction element；PI3K：磷脂酰肌醇3激酶 phosphatidylinositol 3 kinase；AKT：蛋白激酶B protein kinase B；HO-1：血紅素加氧酶-1 heme oxygenase-1；NQO1：NAD(P)H醌脫氫酶NAD(P)H quinone dehydrogenase 1；NF-κB：核轉錄因子-κB nuclear factor-kappa B；TNF-α：腫瘤壞死因子-α tumor necrosis factor-alpha；IL-6：白細胞介素-6 interleukin-6；IL-1β：白細胞介素-1β interleukin-1 beta。圖2 DHQ發揮抗氧化和抗炎作用的信號通路Fig.2 Signal pathways of DHQ exerting anti-oxidative and anti-inflammatory effects[7,26,34,40-42,51]

2.3 抗纖維化

ROS是誘導纖維化發生的介質，通過激活TGF-β/Smads通路，促進細胞外基質(ECM)合成，使ECM在基層大量沉積導致纖維化的發生[52-53]。而DHQ是一種抗纖維化物質，可以有效抑制心臟、腎臟、肝臟以及肺臟等器官的纖維化[54-56]。Guo等[56]通過建立小鼠主動脈縮窄(TAC)模型發現，飼料中添加DHQ后，心肌細胞內的ROS含量和心臟組織中TGF-β的mRNA和蛋白表達量均顯著降低，激活的Smads信號通路被抑制，改善了TAC小鼠的心肌肥厚和心室纖維化。小鼠單側輸尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction，UUO)的主要癥狀是腎小管萎縮、膠原沉積及腎臟纖維化，而飼料添加DHQ可改善這一現象[57]，可能的機制是DHQ通過阻止ROS的產生減輕腎臟氧化損傷；另外，DHQ通過TGF-β信號因子抑制Smad3蛋白的磷酸化阻止成纖維蛋白的活化和腎臟的纖維化過程[57]。同時，Nrf2作為組織纖維化過程的負調控因子也發揮著重要作用[58]。另一項研究采用腹腔注射CCl4的方法構建小鼠肝臟纖維化模型，發現小鼠灌服DHQ對組織纖維化具有緩解作用，主要通過抑制ECM的產生及TGF-β/Smads和PI3K/AKT/mTOR通路發揮調控作用[59]。博萊霉素(bleomycin，BLM)是一種廣泛使用的抗腫瘤的藥物，但容易造成肺間質導致纖維化[60]。Impellizzeri等[55]建立BLM小鼠肺損傷模型，發現肺損傷與環加氧酶-2(COX-2)蛋白表達高度相關，DHQ處理后，顯著下調了COX-2蛋白的表達量。COX-2是一種促炎酶，參與肺纖維化病理過程，其含量下調說明肺纖維化癥狀得到改善[61]。此外，血小板衍生因子(PDGF)與心臟[62]、肺臟[63]、皮膚[64]以及腎臟[65]等組織纖維化有關。對于黃酮類物質緩解肝臟纖維化的報道指出，楊梅素能顯著抑制小鼠肝臟星狀細胞的活化、增殖以及ECM積累，可能的作用機制是抑制ERK和AKT的磷酸化參與的PDGF通路[66]。然而，DHQ發揮抗纖維化作用是否通過調控PDGF通路還不清楚。另外，組織纖維化常引起動物疾病的發生，而補充DHQ后，動物的肝臟、腎臟、心臟以及肺臟等不同組織纖維化都取得了良好的改善效果，但對其他組織器官的纖維化影響目前還沒有相關報道，有待更深層次的開展研究。

2.4 抗癌

研究表明，黃酮類物質對癌癥的治療效果可能通過緩解氧化應激發揮作用[67]。近年來，DHQ也因其抗癌特性而受到廣泛關注，其發揮抗癌作用可能涉及的機制包括：1)抑制上皮間質轉化[68]；2)降低干細胞調控因子的表達直接或間接參與癌癥干細胞系的調節[69]；3)調控相關信號通路，控制細胞周期G1、G2期，誘導細胞凋亡[70]；4)通過表觀遺傳途徑發揮作用[19]；5)調節癌癥相關酶的產生[71]。上皮間質轉化(EMT)與癌癥的發生密切相關。報道指出，DHQ可以通過抑制無翼型MMTV集成站點家族/β-連環蛋白信號(Wingless-type MMTV integration site family/β-catenin，Wnt/β-catenin)抑制EMT過程，對高侵襲性乳腺癌細胞發揮抗癌作用[68]，這與Wang等[72]在肺癌細胞試驗中的研究結果一致。在癌癥的臨床治療中，放療或化療會消除大部分癌細胞，但干細胞對抗癌藥物的耐藥性容易導致癌癥復發，因此，針對性的清除癌癥干細胞可以延遲甚至是阻止癌癥復發。目前已有研究證實，DHQ可通過降低干細胞調控因子胚胎干細胞關鍵蛋白2(SOX2)和干細胞多能性調節基因4(OCT4)的表達，抑制肺癌細胞A549細胞和H1975細胞的干細胞特性，這種效應可能與PI3K和Wnt的信號傳導有關[72]。細胞周期阻滯是大多數化療藥物殺傷癌細胞作用的另一個重要機制。Chen等[73]通過流式細胞術分析發現，在U2OS和Saos-2骨肉瘤細胞系模型中，DHQ可能通過抑制AKT信號通路降低細胞周期調控相關蛋白(c-myc和SKP-2)的表達水平，使細胞生長停滯于G1期。另有研究發現，DHQ抑制mTOR/PI3K/AKT信號通路，使皮膚疤痕癌細胞在G2期生長受到抑制，誘導癌細胞凋亡[74]。同時，在大腸癌細胞系中，DHQ可控制Wnt/β-連環蛋白信號通路調節細胞周期、誘導細胞凋亡，且與時間和劑量存在一定的相關性[70]。另外，DHQ經CpG去甲基化和表觀遺傳上調12-O-十四烷酰佛波醋酸酯-13(12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate，TPA)誘導的小鼠皮膚表皮細胞中Nrf2及其下游靶基因HO-1和NQO1的表達，通過調控表觀遺傳修飾提高Nrf2的活性，有效預防皮膚癌[19]。除此之外，Ge等[71]研究表明，DHQ能夠通過抑制大鼠和人的雄激素生物合成酶[滋養層細胞抗原抗體(HSD3B)和類固醇17α羥化酶(CYP17A1)]阻止睪丸間質細胞產生雄激素，這對治療雄激素依賴性前列腺癌具有重要作用。由于大多數接受傳統化療或新型靶向抗癌藥物治療的死亡都與多藥耐藥性有關[75]，聯合使用黃酮類化合物及常規化療藥物可能是有益的[76]。報道稱，DHQ作為調節劑可用于緩解化療藥物P-糖蛋白的耐藥性[77]。這一發現為DHQ作為癌癥臨床藥物的開發提供了新的依據和見解，DHQ與傳統化療藥物相結合，可能開發出新的抗癌藥物。另外，將DHQ用于動物養殖中可能具有預防癌癥、提高生長性能和實現健康養殖的效果。

2.5 抗病毒

DHQ具有抗病毒的作用。研究表明，DHQ對柯薩奇病毒B4(Coxsackievirus B4，CVB4)具有明顯的抵抗作用[78]。Galochkina等[44]發現，DHQ在75與150 g/mL濃度條件下能以劑量依賴性方式降低感染動物胰腺組織中的病毒滴度，發揮較強的抗CVB4活性，涉及到的作用機制有2種：一是直接抑制病毒的復制，發生于病毒復制早期；二是抑制病毒在靶器官中的繁殖和傳播，阻止病毒對靶器官的破壞[44]。但DHQ抗CVB4的劑量范圍、特異性靶點及其分子機制目前還不是完全清楚。抑制病毒多聚蛋白水解過程中所必需的蛋白酶也是治療病毒感染的一種有力手段。Fischer等[79]通過計算機技術對6.06億化合物進行篩選，認為DHQ可能是一種新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)蛋白酶的潛在抑制劑。Gogoi等[17]在對柑橘類水果的篩選中也有類似發現。另外，Raj等[80]發現，DHQ可能是優良的埃博拉病毒(Ebola virus，EBOV)蛋白靶點抑制劑，且對多個靶點有效，可以同時阻斷多種信號通路發揮抗病毒作用。然而，目前還缺乏體內試驗證實DHQ抗SARS-CoV-2和抗EBOV的應用效果。此外，碧蘿芷的主要成分之一是DHQ，碧蘿芷在50 μg/mL劑量時顯示出抗丙型肝炎病毒作用且沒有細胞毒性，與丙肝藥物干擾素或利巴韋林具有協同作用[81]。但是，對DHQ的單體進行研究，發現其對丙肝病毒的抑制作用不明顯[81]。因此，DHQ是否為碧蘿芷的抗病毒功效成分還需要進行進一步探究。

禽流感、非洲豬瘟、口蹄疫等畜禽傳染性疾病多年來一直威脅著畜牧業的健康、可持續發展，亟需采取有效措施，以期為臨床上控制動物病毒性疾病提供理論基礎。但由于目前DHQ的抗病毒作用多是通過計算機技術篩選得來，缺乏理論支撐和數據證明。因此，應當先建立嚙齒動物模型，進行抗病毒試驗，以確定DHQ的抗病毒功效及相關作用機制，為下一步DHQ在畜禽病毒性疾病中的應用提供支持。

2.6 其他功能

DHQ作為一種天然的提取物，除以上功能外，還具有護肝[59]、抑制破骨細胞形成[82]以及預防心血管疾病[83]等作用。研究發現，小鼠腹腔注射CCl4引起丙氨酸氨基轉移酶(ALT)和門冬氨酸氨基轉移酶(AST)活性升高，導致嚴重的肝細胞壞死和肝組織病變[14,36]，而經DHQ處理后，這些變化被逆轉，肝細胞凋亡被抑制[59]。同時，Salama等[36]發現，DHQ能夠通過激活PI3K/AKT信號通路發揮促細胞增殖作用，激發肝細胞再生功能。另外，在提高肝功能方面，與相同劑量的其他酚類如兒茶素、槲皮素相比，DHQ效果最好，更適合用作肝保護劑[84]。由于DHQ具有良好的保肝活性，其作為水飛薊素的有效成分，已被批準用于中毒性肝損傷、慢性炎癥性肝病以及肝硬化的輔助性治療藥物[85-86]。破骨細胞與免疫細胞有很多共同的調控機制，炎癥條件下產生的細胞因子會對破骨細胞的形成產生很大影響[87]。在小鼠顱骨骨溶解模型中，添加DHQ可有效抑制NF-κB信號通路，進而抑制破骨細胞形成，防止骨丟失[88]。同時，DHQ能夠以劑量依賴性的方式直接或間接參與清除羥基自由基，保護骨髓間充質干細胞免受羥基誘導的損傷[88]。另外，Saito等[83]報道，DHQ有助于防止β-淀粉樣蛋白低聚物的聚集，維持大腦淀粉樣血管病(cerebral amyloid angiopathy，CAA)模型小鼠腦血管功能的完整性。此外，DHQ還可抵抗鄰苯二甲酸誘導的線粒體功能障礙、維持機體正常的糖代謝并抑制心肌細胞凋亡[89-90]。綜上所述，DHQ的有益功能較多，但對于其發揮各個功能的詳細作用機制以及是否存在互作關系，仍需要進一步深入挖掘。

3 DHQ在畜禽生產中的應用

目前，DHQ作為生物活性添加劑已被廣泛應用于醫藥和食品領域[91]。采用動物試驗模型，DHQ的多種生物學功能已被反復證實，但在畜牧業中的應用還較少?？偨YDHQ在畜禽生產中應用的研究進展，發現DHQ具有預防動物疾病[92]和提高畜禽生產性能[93]等作用。Cai等[89]發現，DHQ能夠治療鄰苯二甲酸二乙酯(DEHP)誘導的雞心肌肥大、糖代謝紊亂及線粒體功能障礙，這可能與ROS相關的JAK/STAT信號通路有關。類似的報道指出，DHQ補充可以降低鈣離子濃度、調節細胞色素P450，減輕DEHP引起的家禽心肌細胞壞死及氧化應激損傷[90,94]。維生素E可以促進肝臟穩態，抑制非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)的發展[95]。而DHQ能夠提高肉雞肝臟中維生素E的濃度，發揮抗NAFLD作用[29]。Bakalivanova等[96]探究DHQ對禽肉保存期的影響，發現DHQ顯著緩解新鮮禽肉的脂質過氧化，延長了鮮肉的低溫(-18 ℃)保質期，這為DHQ作為保鮮劑用于延長肉制品的保存提供了新的思路。在奶牛養殖業中，酮癥是高產奶牛最易患的疾病之一，在圍產期奶牛飼糧中添加DHQ有利于維護奶牛健康，預防奶牛酮病，改善肝臟功能并提高奶牛繁殖力[92]。DHQ是水飛薊素的有效成分之一，Tedesco等[97]研究發現，口服水飛薊素可增加奶牛的產奶量，對反芻動物的泌乳性能具有改善作用，另外還發現DHQ能夠明顯提高奶牛的平均產奶量[92]，這表明水飛薊素中起主導作用的活性物質可能是DHQ。在仔豬和育肥豬飼糧中添加DHQ，可以緩解熱應激，提高豬只日增重[92]。然而，也有報道指出，標準飼養溫度下，飼糧中補充DHQ對肉雞的生長性能、能量及營養代謝影響不大[29]。究其原因，可能是由于高溫狀態下，機體氧化還原穩態的破壞對動物的生長性能產生負面影響，而DHQ在提高機體抗氧化能力的同時逆轉了熱應激對動物生長性能的影響。

DHQ作為飼料添加劑具有其獨特的優勢。首先，從來源上看，DHQ的主要來源落葉松樹存活能力強，甚至在氣候惡劣的環境中也能四季生長，尤其在我國吉林省長白山地區，另外，常見的柑橘類水果中也有DHQ的存在。從性質上看，DHQ是一種酚類物質，是目前發現的無毒、無副作用且具備較強抗氧化能力和清除體內自由基的化合物。因此，DHQ來源廣、活性強及安全性高等優勢使其在保護畜禽機體健康方面具有巨大的應用前景。然而，由于存在利用方式單一、純化成本高等問題，限制了DHQ在畜牧業中的應用，迫切需要建立更多的DHQ利用途徑及分離純化技術，以發揮其最大的作用效果。此外，DHQ在畜禽生產中的研究較少，其在畜禽養殖中的應用是否能夠達到與實驗室模型相似的作用效果還有待證實?？傊?，DHQ作為潛在的畜禽飼料添加劑，對其發揮作用的分子機制、改善畜禽健康的作用途徑還需進行更多研究。

4 小 結

DHQ因具有抗氧化、抗炎、抗纖維化、抗癌和抗病毒等多種生物學功能，成為天然植物提取物研究領域的熱點之一。DHQ作為飼用抗生素的替代品，在畜禽生產中具有極大應用前景。未來對DHQ的研究可從以下方面展開：1)低劑量DHQ對動物無顯著積極影響，且DHQ安全范圍內的極限劑量還不明確，因此，DHQ在畜禽生產中的適宜添加量還有待研究；2)DHQ對畜禽腸道健康的影響鮮有報道，探究DHQ是否通過改變腸道微生物菌群，提高腸道免疫功能也是我們未來的研究內容之一；3)DHQ的作用機理尚不完全清楚，如何提高DHQ的生物活性和靶向性需要進一步的驗證。綜上所述，系統深入研究DHQ的生物學功能和特性，對畜牧業生產中可能的新型飼料添加劑的開發具有重要意義。