本研究中心张民扬博士在《British Journal of Nutrition》期刊上发表了一篇题为“Nano chitosan-zinc complex improves the growth performance and antioxidant capacity of the small intestine in weaned piglets”的研究论文，张民扬博士为第一作者，汪晶教授为通讯作者。本研究得到国家重点研发计划项目(2017YFD0500505)和江苏省研究生科研与实践创新计划项目（KYCX19_0573）的资助。
近些年来，有关纳米技术在饲料添加剂中潜在应用的研究越来越多。使用纳米级氧化锌缓解仔猪断奶应激可降低日粮中最终锌浓度。然而，纳米级的氧化锌会在小肠中引起细胞毒性并会扰乱肝脏代谢。壳聚糖（CS）为天然多糖甲壳素部分脱乙酰基的产物，是自然界中第二丰富的碳水化合物聚合物。壳聚糖的结构非常适合通过离子交换、络合、物理吸附等方式结合锌离子。一些研究表明，CS-Zn络合物（非纳米颗粒形式）能够促进断奶仔猪的肠道健康。然而，CS-Zn络合物对仔猪生长性能和肠道抗氧化活性的调节机制有待进一步阐明。在哺乳动物中，纳米颗粒由于更容易扩散到肠黏膜下层，因此可能具有更高的生物利用率。迄今为止，一些将锌离子加载到纳米壳聚糖颗粒中的合成方法已经在农业科学领域得到广泛研究。然而，关于壳聚糖-锌纳米颗粒在哺乳动物中的作用却知之甚少。与无机锌相比，壳聚糖-锌纳米颗粒在体外实验中表现出良好的抗菌活性与较低的细胞毒性，表明其可能能够保护动物肠道免受大肠杆菌（ETEC）感染。在本研究中，我们通过离子凝胶化方法合成了一种纳米壳聚糖-锌络合物（CP-Zn）。我们假设日粮中添加低浓度的纳米壳聚糖-锌络合物可以减轻仔猪的断奶应激。本实验通过大肠杆菌K88对断奶仔猪攻毒的体内实验以及培养IPEC-J2 细胞的体外实验探索了壳聚糖-锌络合物对断奶仔猪的生长性能和小肠抗氧化功能的影响及其潜在的机制。
72头在第21天断奶、平均体重6.21(标准差0.49)kg的仔猪(杜洛克×长白猪×大白猪，雄性)被随机分为6个处理组，每个处理12头仔猪。六个处理组如下:(1)基础饮食(CON组)；(2)基础日粮中添加1600 mg/kg锌的氧化锌(H-ZnO组)；(3)基础日粮中添加100 mg/kg锌的ZnSO4(ZnSO4组)；(4)基础日粮中添加100 mg/kg 锌的壳聚糖-锌络合物（CP–Zn组）；(5)基础日粮中添加766 mg/kg 的壳聚糖+100 mg/kg Zn的ZnSO4（CS+ ZnSO4组）和(6)基础日粮中添加与CP-Zn组相同浓度的CS，但不添加Zn (CS组)。
结果表明，添加CP-Zn能提高断奶仔猪的空肠绒毛高度，降低腹泻率。补充CP-Zn还改善了仔猪的生长性能(平均日增重和平均日采食量)，提高了碳水化合物消化相关酶(淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶和乳糖酶)的活性和营养物质转运体相关基因的mRNA表达水平，并且上调了其肌肉 mTOR 信号通路相关蛋白的表达。
此外，补充CP-Zn提高了空肠中谷胱甘肽含量，增强了总超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性，降低了丙二醛含量。而且在脂多糖刺激的IPEC-J2细胞中，CP-Zn降低了丙二醛和活性氧的含量，提高了超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，上调了Nrf2 信号通路相关蛋白的表达水平。综上所述，这些发现表明在饲料中添加CP-Zn可以改善仔猪的生长性能和小肠的抗氧化能力，从而减轻断奶应激。
文章来源：Zhang M, Hou G, Hu P, Feng D, Wang J, Zhu W. Nano chitosan-zinc complex improves the growth performance and antioxidant capacity of the small intestine in weaned piglets[J]. The British journal of nutrition, 2021, 126(6), 801–812.
