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铬是工业生产中的重要原料,在皮革鞣制和金属电镀中有广泛应用。近年来,铬用量的增加和不规范的处置方式使六价铬引起的土质和水污染问题日益严重,这引发了全球范围的关注,其作为潜在的有毒重金属元素,对肾脏、肝脏和生殖器官的损伤和致癌性已有报道,但其对家禽产蛋性能的影响尚不明确。番茄红素作为一种天然植物色素,生物学效应广泛,尤其表现在番茄红素具有很强的提高抗氧化能力,减少氧化应激损伤的作用,其作为饲料添加剂的应用前景十分广阔。蛋制品是人们日常生活中重要的蛋白质来源,而蛋产量与卵巢功能和卵泡正常形成息息相关,发育过程中各种有害物质干扰会导致蛋鸡卵巢发育异常,产蛋减少,饲养价值降低。因此,本实验以海兰白蛋鸡为研究对象,一方面研究了体内番茄红素对重铬酸钾诱导的卵巢损伤的缓解作用,另一方面通过建立体外六价铬诱导的卵巢毒性模型,研究番茄红素对重铬酸钾诱导的培养的雏鸡卵巢损伤的保护作用和相关机理,为合理应用番茄红素作为添加剂保护六价铬引发的生殖毒性提供理论依据。1.番茄红素对重铬酸钾诱导的雏鸡卵巢损伤的保护作用首先,本文测定了海兰白鸡不同组织中重金属元素的含量。结果表明,铬与镍是蛋鸡体内的主要重金属毒物,同时卵巢中铬含量高于镍含量,提示铬污染可能导致卵巢中的铬蓄积。为了研究铬对海兰白鸡卵巢发育的影响,本文用不同浓度的重铬酸钾溶液（5、25、50、100、500mg/kg BW）灌胃处理新出壳雏鸡,为时一周。结果表明,重铬酸钾处理会导致雏鸡卵巢中细胞形态发生变化,颗粒细胞排列松散,卵泡形状不规则,生长卵泡比例降低,卵巢发育受损,其中50mg/kg BW重铬酸钾为适宜的建模浓度。通过拌料方式同时给予适宜浓度的番茄红素（40mg/kg BW）一周能抑制重铬酸钾诱导的雏鸡卵巢损伤,随后单独用番茄红素处理雏鸡后观察卵巢形态,与对照组相比未发现明显差异。电镜超微结构观察表明,重铬酸钾处理会引起卵巢细胞的细胞核固缩,线粒体肿胀并产生空泡结构,番茄红素对其有保护作用。免疫组织化学染色分别用增殖细核抗原（PCNA）和Caspase3为检测目标,发现番茄红素对重铬酸钾引发的卵巢增殖下降,减弱细胞凋亡,荧光定量PCR发现番茄红素有助于缓解重铬酸钾诱导的体内增殖与凋亡相关基因的异常表达,其中,番茄红素显著抑制了铬处理组中CCND1的表达下降,上调了 CDK1的表达水平,但对CDK2的转录水平没有明显影响。在凋亡相关基因中,六价铬诱导的Caspase3的表达量上升可被恢复至正常水平,Caspase9的表达量上调被缓解,而抗凋亡基因BCL2与BCLx的表达水平与重铬酸钾处理雏鸡出现显著上升,但未能恢复到对照组水平。此外番茄红素处理能通过减少血清和卵巢中氧化应激产物含量如丙二醛（MDA）和过氧化氢（H2O2）的含量,提高加强机体抗氧化物质活性如谷胱甘肽（GSH）、过氧化氢酶（CAT）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的含量,提升机体总抗氧化能力（T-AOC）,调节抗氧化基因（Sod,Cat,Mgst,Gsta）的转录水平以缓解重铬酸钾诱导的氧化应激损伤。以上研究结果表明,番茄红素对重铬酸钾处理引起的雏鸡卵巢损伤具有保护作用。2.番茄红素通过Nrf2/HO-1通路有效缓解六价铬诱导的雏鸡卵巢氧化应激为了进一步探究番茄红素对重铬酸钾诱导的卵巢损伤的保护作用与相关的分子机制,我们建立了以重铬酸钾作为六价铬来源诱导卵巢损伤的模型,研究发现体外培养模型中六价铬对卵巢的损伤作用与体内实验相似,其中六价铬的适宜浓度为2.5 mg/L。用适宜浓度（200 ng/L）的番茄红素处理卵巢组织对六价铬诱导的损伤有保护作用,但番茄红素单独处理对卵巢发育无明显影响。相关的转录水平检测和免疫荧光染色显示,六价铬处理会导致卵巢增殖凋亡相关基因表达失常,导致卵巢细胞增殖下降、凋亡增加,番茄红素有助于维持卵巢增殖与凋亡的平衡。同时,番茄红素处理能调节卵巢中氧化应激产物含量与抗氧化物质活性,抑制六价铬诱导的氧化应激损伤。随后,本文检测了六价铬损伤模型中Nrf2/HO-1信号通路表达水平的变化（Gclc,Gclm,Gsr Glrx,Txn,Txnrd）,随后在培养过程中加入Nrf2的激活剂（4-Octyl Itaconate）和阻断剂（ML385）以确定番茄红素保护作用的分子机制。结果显示,番茄红素对六价铬诱导的Nrf2/HO-1信号通路的表达水平下降有显著的上调作用,能缓解六价铬诱导的卵巢抗氧化能力下降的现象,维持细胞正常形态和增殖凋亡平衡,其缓解作用与Nrf2激活剂类似。而添加Nrf2阻断剂后,以上保护作用消失。这些研究表明番茄红素能激活Nrf2/HO-1信号通路,缓解六价铬诱导的雏鸡卵巢氧化损伤。综上所述,本文首先测定了不同重金属元素在蛋鸡体内的分布情况,发现铬污染导致卵巢中铬元素蓄积,随后我们建立了体内和体外六价铬诱导卵巢损伤的模型,发现番茄红素对六价铬处理导致的雏鸡卵巢发育异常,组织结构和超微结构受损有保护作用。同时,我们发现添加番茄红素能调控相关基因维持被六价铬破坏的卵巢内细胞增殖-凋亡平衡。番茄红素还能提高雏鸡卵巢抗氧化能力,降低氧化应激产物的含量从而保护重铬酸钾处理引起的卵巢发育毒性,相关的机理研究表明,Nrf2/HO-1信号通路的活性可被六价铬显著抑制,番茄红素通过Nrf2/HO-1信号通路有效缓解六价铬对雏鸡卵巢发育的毒性。本文为合理应用番茄红素作为饲料添加剂以保护蛋鸡产蛋量和饲养价值提供了理论依据。