硒化猴头菇多糖:通过“肠-免疫轴”重塑肠道菌群并增强鸡新城疫疫苗免疫应答的新型多糖佐剂

原创
来源:范丽莹
2026-07-16 15:28:24
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核心提示:本研究旨在探究硒化猴头菇多糖(Selenium-modified Hericium erinaceus polysaccharide, SHEP)对鸡肠道免疫及新城疫(Newcastle disease, ND)疫苗应答的免疫调节作用。

背景知识

新城疫病毒(NDV)作为副黏病毒科的重要成员,仍是威胁全球家禽业的最烈性病原之一,感染后可引发严重呼吸道与消化道症状,造成重大经济损失。尽管ND疫苗在临床应用广泛,但传统疫苗存在早期免疫应答启动迟缓、体液抗体持续期短等局限性,因此亟需开发新型免疫增强剂以提升疫苗保护效力。近年来,中药来源的多糖类物质因其显著的免疫调节活性而备受关注。猴头菇(Hericium erinaceus)作为传统药食两用真菌,其多糖(HEP)被认为是主要活性成分,具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤及益生元等多重生物学活性,可通过缓解氧化应激、保护胃黏膜及调节肠道菌群维持肠道稳态。硒(Se)作为必需微量元素,具有强效的抗炎、抗氧化与抗癌特性;硒化修饰作为一种有效的多糖结构优化策略,不仅能防止多糖聚集、提高稳定性,还可放大其生物功能。前期研究已证实,硒化猴头菇多糖(SHEP)可通过上调MHC-IICD86等表面分子及激活MAPK/NF-κB信号通路促进树突状细胞成熟与活化。与此同时,肠道微生物群与免疫系统之间存在紧密的“肠-免疫轴”互作关系,肠道菌群可通过调控肠道细胞基因表达、促进效应T细胞分化及诱导细胞因子产生深刻影响免疫系统早期发育。基于上述理论基础,本研究提出科学假设:SHEP可通过同步调节肠道微生物群与局部肠道免疫,显著增强ND疫苗的免疫保护效果。

图 本研究核心内容

研究方法

本研究采用硝酸-亚硒酸钠(HNO₃–Na₂SeO₃)法合成SHEP,具体流程为:将HEP溶解于0.5%硝酸中,加入亚硒酸钠后在70°C条件下搅拌反应8小时,调节pH5–6,经1 kDa截留分子量透析袋透析72小时(每6小时换水),随后经减压浓缩与冻干获得SHEP冻干粉。通过动态光散射(DLS)测定粒径、多分散指数(PDI)及zeta电位;SEMTEM观察微观形貌;FT-IR4000–400 cm⁻¹范围内进行结构解析;电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)定量硒含量;高效液相色谱(HPLC)分析单糖组成;高效尺寸排阻色谱联用多角度激光光散射与示差折光检测器(HPSEC-MALLS-RID)测定分子量;并在pH 7.4(模拟体液)与pH 5.4(模拟胃液)缓冲体系中开展体外释放动力学研究,同时在30–90°C范围内评估温度稳定性。体外细胞实验以HD-11鸡巨噬细胞为对象,设对照、LPS诱导及不同浓度HEP/SHEP组,采用流式细胞术检测ROSCD86CD206表达,ELISA定量IL-1βIL-6TNF-α水平。体内实验选用1日龄雄性海兰褐鸡,预观察14天后随机分为8组(对照、疫苗、HEP//高剂量及SHEP//高剂量,剂量分别为4080160 mg/kg),每组25只,于14日龄与28日龄经滴鼻点眼进行ND-IV LaSota疫苗免疫,每次免疫后连续3天灌胃给药,试验期共49天。期间动态测定免疫器官指数、ND-HI抗体滴度;于21日龄与35日龄采集外周血与空肠组织,流式细胞术分析CD4+/CD8+ T细胞比例,qRT-PCR检测脾脏与空肠中IL-4IFN-γTLR4CCR9mRNA表达;49日龄取胸腺、脾脏、法氏囊及空肠进行H&E病理组织学分析,并测量空肠绒毛高度、隐窝深度及VH/CD比值;此外,提取盲肠内容物总DNA进行16S rRNA基因测序,利用QIIME2平台进行物种注释、Alpha多样性及LEfSe差异分析。

研究结果

理化表征结果显示,SHEP平均粒径为533.89 nm,显著小于HEP893.93 nm),硒含量达462.09 μg/gFT-IR880–840 cm⁻¹处出现Se-O-CSe-O-Se特征吸收峰,确证硒化修饰成功;单糖组成分析表明SHEP2.04%半乳糖与97.96%葡萄糖构成,分子量为45.63 kDaSEMTEM显示HEP呈表面光滑的近球形结构,而SHEP主要为层状与片状结构,表面粗糙并附着球形硒颗粒;释放实验表明SHEPpH 5.4酸性环境中72小时累积释放率达74.47%,远高于HEP11.16%,提示其具有pH依赖性的缓释特性;温度稳定性实验证实SHEP30–90°C范围内粒径与zeta电位波动较小,结构完整性良好。体外免疫活性实验中,SHEP-M组显著降低LPS诱导的HD-11细胞ROS水平(P < 0.05),下调CD86表达并上调CD206表达,促进巨噬细胞由促炎M1型向抗炎M2型极化,同时显著降低IL-1βIL-6TNF-α水平,表现出优异的抗炎与抗氧化活性。体内实验中,SHEP-H组(160 mg/kg)在42日龄与49日龄显著高于HEP-H组,提升胸腺、脾脏与法氏囊指数(P < 0.05);ND-HI抗体滴度测定显示SHEP-H组在35日龄与49日龄显著高于HEP-H组,SHEP-M组与疫苗协同效应最佳。流式细胞术分析表明,SHEP-MSHEP-H组在21日龄与35日龄均显著提高外周血与空肠CD4+/CD8+ T细胞比例(P < 0.05),且SHEP-H组比例最高。qRT-PCR结果显示,SHEP-H组在21日龄与35日龄显著上调脾脏与空肠组织中IL-4IFN-γTLR4CCR9mRNA表达水平(P < 0.05)。病理组织学观察发现,SHEP组胸腺小体更明显且密度增加,皮质与髓质分界清晰;脾脏白髓与红髓密度增加,淋巴鞘明显,脾小结数量增多且体积增大;法氏囊结构完整,髓区面积扩大。肠道形态学分析表明,SHEP-H组显著增加空肠绒毛高度(1287.66 μm)、隐窝深度(190.56 μm)及VH/CD比值(6.77),优于所有其他组(P < 0.05)。16S rRNA测序结果显示,SHEP组显著提高肠道菌群Simpson指数与Pielou指数,增加菌群多样性;在门水平上提高厚壁菌门与拟杆菌门丰度,优化F/B比值;在属水平上降低乳杆菌(Lactobacillus)丰度,显著增加有益菌丰度,促进肠道菌群形成更稳定的群落结构。

结论与意义

本研究成功通过硝酸-亚硒酸钠法合成硒化猴头菇多糖(SHEP),并系统证实其作为ND疫苗佐剂的卓越免疫增强效应。相较于天然HEPSHEP更有效促进巨噬细胞由M1M2表型转化,抑制过度炎症反应与氧化应激损伤,从而在体外与体内均表现出更强的体液与细胞免疫应答能力。在机体层面,SHEP不仅显著提升免疫器官发育、疫苗特异性抗体产生及T细胞介导的系统性免疫应答,还通过改善空肠黏膜屏障结构、调节肠道菌群组成,有效增强肠道局部黏膜免疫。上述结果深刻揭示了SHEP通过“肠-免疫轴”整合调控系统免疫与肠道微生态的双重机制,为理解硒化多糖的免疫药理学提供了新的分子与细胞层面证据。从应用角度而言,本研究为开发基于食药用真菌多糖的新型、安全、高效疫苗佐剂奠定了坚实的理论与实验基础,对提升家禽ND疫苗保护效力、减少疫病经济损失具有重要的兽医临床意义与产业转化价值,同时也为硒化多糖在功能性饲料添加剂及肠道健康调控领域的应用开辟了广阔前景。

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参考来源: Lin, Y., Zheng, Z., Lin, X., Fan, G., Chen, C., Qin, T., He, J., & Ren, Z. (2026). Selenium-modified Hericium erinaceus polysaccharides improves intestinal immunity and ND vaccine responses in chickens. Poultry Science, 105.

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