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大豆异黄酮的免疫调控效应研究进展

作者: 来源: 日期:2012-06-21

  大豆异黄酮属于异黄酮类植物雌激素,具有雌激素双向调节作用,还具有抗肿瘤、预防骨质疏松、抗氧化、抗真菌、抗溶血与保护心血管等多种生理功能。本文将对大豆异黄酮调控免疫机能方面的研究作一综述。

  1 大豆异黄酮对机体免疫机能的影响

  黄酮类化合物对动物免疫功能具有增加、抑制、双向调节等多方面作用(张宏文等,2007;郑艳等,2007;Yellayi等,2002、2003)。大豆异黄酮对动物机体免疫机能调控的报道大部分呈现正效果。Yaghoubi等(2007)研究表明,黄酮类化合物能改善幼牛体液免疫和生长性能。杨建英等(2006)报道,大豆黄酮能明显提高奶牛血清及乳中特异性抗体水平。大豆异黄酮能增加雏鸡的免疫器官相对重量,增强T淋巴细胞对植物血凝素的反应性(高峰等,2000),提高艾维茵肉公鸡T 淋巴细胞ANAE 阳性率和NDV 抗体效价(郭晓红等,2005),提高50 周龄海兰褐产蛋鸡的脾脏指数、ND-HI 抗体滴度和E玫瑰花环百分率(谷子林等,2000),提高肉用鹌鹑法氏囊指数及新城疫抗体滴度趋势(杨晓静等,2000)。对小鼠饲喂20mg/kg 的大豆黄酮能明显增加胸腺重,促进腹腔巨噬细胞吞噬功能(Zhang,1997)。Guo等(2005)报道,日粮中补充大豆异黄酮能改善B6C3F1鼠的T细胞和NK细胞活性。王洋等(2011)报道,大豆异黄酮可促进法氏囊和脾脏的发育,并且随剂量变化更为明显;T淋巴细胞的EtRFC%形成试验表明,与对照组相比,给予大豆异黄酮可以增加肉仔公鸡的T淋巴细胞数目,使细胞免疫功能加强。该研究显示大豆异黄酮片可以促进肉仔公鸡免疫系统的发育,增强免疫功能。杨景等(2011)研究表明,10mg/kg大豆异黄酮+40mg/kg辅酶Q或20mg/kg大豆异黄酮+20mg/kg辅酶Q能显著减少心包积液、抑制肉鸡右心肥大的发生、降低红细胞压积、增加颈动脉血氧分压,降低了肉鸡腹水和猝死的发生率。何学军等(2008)研究表明,在霉变饲料中添加大豆异黄酮能显著地降低血清中几种转氨酶的活性,提高抗氧化酶活性,从而降低了霉菌毒素对肉鸡肝脏的损伤作用。金光明等(2011)研究表明,饲喂大豆异黄酮的试验组鸭小肠黏膜内淋巴细胞分布较对照组明显增多,说明大豆异黄酮能显著提高咔叽-康贝尔鸭小肠黏膜免疫功能。

  2 大豆异黄酮对免疫细胞因子的调控作用

  大豆异黄酮调控动物机体免疫机能的作用机理研究报道较多。最近的研究显示,大豆异黄酮能通过调控特异性细胞信号通路抵抗炎性疾病。Selvaraj等(2005)研究表明,大豆异黄酮通过上调或下调胸腺细胞转录、凋亡和细胞周期、信号传导等相关基因(包括CD4、CD84、IL-2和IL-2R(等)影响胸腺的发育和功能。核因子kappa B(NF-kB)是细胞内一类重要的转录因子,NF-kB通过调控编码细胞因子、黏附分子和细胞凋亡抑制剂等关键基因在免疫系统中发挥中心作用。在细胞防御机制启动期间NF-kB被激活抵抗损伤刺激如辐射、缺氧和传染性微生物的攻击。Liang等(1999)在LPS激活的鼠巨噬细胞上研究显示,异黄酮类化合物显著抑制环氧化酶-2和NOS的基因表达,同时抑制由LPS诱导的NF-kB激活和抑制剂kB激酶活性。Chen等(2004)研究报道,类黄酮通过NF-kB抑制由TNF-a诱导的细胞间黏附分子-1上调。Ruiz等(2006)研究表明,异黄酮类化合物通过特异性调控NF-kB,干扰素调节因子IRF and Akt 信号通路抑制小鼠肠道上皮细胞前炎性基因(干扰素诱导蛋白)的表达。Nair等(2006)在人外周血单核细胞上研究显示,类黄酮栎精通过调控NF-kb1 and Ikb显著抑制TNF-a 的产生和基因表达(呈剂量性),为栎精的抗炎效应提供了直接证据。Kang等(2001)报道,大豆异黄酮可能通过抑制NF-kB激活,削弱由LPS诱导的肺脏损伤。Xagorari等(2001)研究表明,毛地黄黄酮能够抑制鼠巨噬细胞蛋白质酪氨酸磷酸化NF-kB调节基因表达和炎性因子产生。可见,NF-kB在异黄酮调控动物免疫机能过程中发挥着重要作用。

  在机体免疫应答过程中,细胞因子作为免疫调节分子在免疫系统中发挥着重要的调节作用。IL-2 是活化的T 淋巴细胞分泌的一种细胞因子,在机体免疫反应的产生和调节中起着极为重要的作用,其功能主要是维持T 细胞在体外的长期生长,促进B 细胞成熟、分化等。陈正礼等(2011)研究表明,大豆异黄酮对脾脏IL-2 mRNA 的表达具有上调作用,并存在剂量和时间依赖性。

  IL-4能够促进嗜酸性粒细胞的激活和分化,辅助B细胞并提高对应的IgM、IgE 和不激活补体的IgG亚型的产量,并同超敏反应有关。作为一种重要的免疫激动剂,IL-4 能够刺激同型抗体向IgE的转化(PARK,2005;SHIMODA,2005)。大豆异黄酮类物质能够通过上调磷酸酶-1(AP-1)的DNA限制活性来增加IL-4的表达量,且这种使IL-4表达量增加的能力与异黄酮的剂量相关(Han等,2002)。郝振荣等(2010)报道,大豆异黄酮能够通过对乳腺免疫因子表达量的调控,促进乳腺肥大细胞IL-4和IgG的分泌,提高奶牛泌乳性能,增强奶牛的免疫功能。

  TNF-a是炎症反应的关键调控剂。朱志宁等(2011)报道,大豆异黄酮能够通过增加防御性免疫因子sIgA分泌量,同时降低致炎因子TNF-α的表达量,增强奶牛的乳腺免疫功能。Morimoto等(2009)研究表明,异黄酮剂量依赖性抑制IL-6和IL-8 产生,缓解大肠炎症和组织损伤,这一保护效应与IFN-γ、IL-6和IL-12 p40分泌降低,IL-10分泌增加和抗原呈递细胞活性抑制有关。

  过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR) 是一种核转录因子,有3 种亚型,PPARα、PPARβ和PPARγ。其中PPARγ是参与调节糖、脂质代谢的重要因子,参与调节炎症、细胞凋亡等病理过程(Berger和Moller,2002)。资料显示,T、B 淋巴细胞中表达PPARγ mRNA、PPARγ及其相关配体在免疫及炎症反应中起重要作用(Clark,2002)。Dang等(2003)报道,大豆异黄酮在浓度高于1μmol/l可以作为PPARγ的配体。Xu等(2003)在高血压鼠动脉上皮细胞上研究发现,大豆异黄酮需经PPARγ信号通路,在转录水平下调NADPH p22phox亚单位和血管紧缩素II型受体表达。Mezei等(2003)研究表明,大豆异黄酮使鼠RAW 264.7细胞中PPARγ表达量增加200%~400%。最近,Chacko等(2007)在血管内皮细胞上研究显示,异黄酮的抗炎效应需要依靠细胞内PPARγ活性。因而,大豆异黄酮可能通过调节动物机体内PPARγ水平,调控特异性细胞信号通路。

  3 大豆异黄酮对病原菌或病原体的抑制效应

  Mamani-Matsuda等(2004)试验发现,栎精(一种免疫调控黄酮)直接诱导锥虫凋亡性死亡,降低人巨噬细胞中肿瘤坏死因子-a(TNF-a)和NO水平。大豆异黄酮能抑制葡萄球菌、沙门氏菌等病原菌的生长(Verdrengh等,2004;Dastidar等,2004)。王海涛等(2009)发现,大豆异黄酮可通过抑制菌体的呼吸代谢和核酸的合成,明显抑制金黄色葡萄球菌的生长。由此可见,大豆异黄酮具有抗菌抗炎作用,能够改善机体对病原和疫苗的生物学反应性,可以在动物病理期间作为一种营养策略控制疾病的发生或减轻疾病严重程度。

4 大豆异黄酮的抗病毒效应

  一些体内和体外试验还表明异黄酮及其相关的黄酮类化合物具有抗病毒的作用。其中,染料木黄酮是迄今为止在抗病毒感染方面研究得最多的异黄酮种类之一,它能够抑制有包膜或无包膜病毒、单链或双链RNA及DNA病毒的感染。根据生理需要或高于生理需要(3.7~370uM)范围添加黄酮类化合物(包括染料木黄酮),已被证实能够降低多数病毒对人和动物的感染。这些病毒包括腺病毒(Li等,2000;Chiang等,2003)、单纯疱疹病毒(Yura等,1993;Lyu等,2005;Amoros等,1992;Hayashi等,1997;Arthan等,2002)、人类免疫缺陷病毒(Stantchev等,2007)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(Greiner等,2001)以及轮状病毒(Andres等,2007)。虽然大量试验证据表明黄酮类化合物和异黄酮具有抗病毒感染的作用,但是仍应在应用过程中需要针对其浓度和使用剂量做出谨慎的考虑。对异黄酮抗病毒原理的一系列研究发现,异黄酮主要从两个方面影响病毒对机体的感染:一方面影响病毒的黏附、侵入、复制、蛋白翻译以及包膜糖蛋白复合物的形成;另一方面影响宿主细胞的一系列信号传导途径,其中包括对某些转录因子的诱导表达以及细胞因子的分泌。异黄酮的这种调节信号传导功能或抗炎症功能可能在宿主抵抗病毒感染的过程中起着关键的作用(Andres,2007;Andres等,2009)。另外,由病毒诱导的吞噬细胞活化也与氧化应激相关,因为活化的吞噬细胞不仅可以释放活性氧((Reactive oxygen species,ROS),而且还可以释放能促生ROS的细胞因子,如TNF、IL-1,它们通过网状内皮系统进而促进铁的吸收。ROS包括超氧自由基、单线氧、过氧化氢和高活性氢氧自由基。虽然大多数ROS仅能扩散几个fm,而ROS诱导的膜磷脂过氧化产生的脂质过氧化物(如丙二醛),可以穿过细胞膜从而影响膜转运和线粒体呼吸爆发等细胞基本功能。病毒通过增加细胞内氧化剂( 如铁、一氧化氮) 含量、抑制抗氧化酶(如SOD)合成来影响宿主细胞的氧化平衡。ROS在病毒致病机理方面具有双面性,一方面促进机体对病毒的清除,另一方面又会造成机体由于免疫应答诱导的细胞损伤,因此ROS常被认为是造成细胞损伤的病因之一。ROS在理论上是通过改变宿主细胞的氧化还原状态以及活化能够促进病毒复制的转录因子(如NF-κB)来实现对病毒的影响(Schwarz,1996;Ernst Peterhans,1997)。宿主体内氧化应激状态的加剧,可能会对病毒RNA产生直接损伤,使病毒产生新的变异,从而引发更为复杂的病理过程(Beck,2001)。与此同时,在由病毒感染引起的机体炎症反应中,病毒抗原以及促炎症因子的存在或释放会进一步促使诱导性一氧化氮合成酶(iNOS)生成大量的一氧化氮(NO),能够抑制NO合成升高的物质则具有抗炎症的效应。研究表明,异黄酮具有抑制NF-κB活化的功能,而NF-κB是iNOS激活的一个至关重要的转录因子(Hamalainen,2007)。另外,以抗氧化作用为其主要生物学作用的大豆异黄酮已被许多试验证实具有清除活性氧自由基(Zielonka等,2003;陈芳,2005)和Fe2+(闫祥华等,2000a;陈芳,2005)、提高抗氧化酶活以及降低脂质过氧化产物(Cai等,1996;郑高利 等,1997;刘英华 等,2003;梁纪伟 等,2004;庄颖 等,2004;刘贺荣 等,2005;Lee等,2006;陈芳,2005)的功能。黄琳等(2011)报道,大豆异黄酮能在一定程度上改善新生仔猪饲喂氧化鱼油诱导的氧化应激状态,从而缓解炎症的发生,增强机体的抗氧化能力。

  因此,大豆异黄酮在调控机体由病毒感染引起的氧化应激和炎症反应方面可能具有不可忽视的作用。

(参考文献略)

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