Research on Animal Production

fa تأثیر مکمل‌ های پروپیونات کروم و اسید آلفا لیپوئیک بر بیان نسبی ژن‌های درگیر در روند التهاب در بافت طحال جوجه گوشتی The Effect of Chromium Propionate and Alpha-Lipoic Acid Supplementation on Gene Expression of Cytokine Profile in the Spleen Tissue of Broilers تغذیه طیور تغذیه طیور پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: اسید آلفا لیپوئیک (α-LA) به&lrm;صورت آنزیمی در میتوکندری از اسید اکتانوئیک سنتز می &rlm;شود. سطح درون &rlm;زا α-LA در محدوده میکرومولار گزارش شده است. اسید آلفا لیپوئیک به&lrm;دلیل خاصیت چربی دوستی بالا می&rlm; تواند به&lrm;راحتی از غشای&rlm; های بیولوژیکی عبور کند و در سلول&rlm; ها به اسید دی هیدرولیپوئیک (DHLA) تبدیل &rlm;شود. اسید آلفا لیپوئیک و DHLA را به&rlm;عنوان یک زوج آنتی&rlm;اکسیدان ایده‌آل توصیف کرده‌اند، زیرا توانایی محافظت بسیار بالایی در برابر استرس اکسیداتیو از طریق مسیرهای متعدد دارند. اسید آلفا لیپوئیک و DHLA دارای فعالیت کلا&rlm;ت&rlm; کننده فلز هستند، به &rlm;عنوان یک کوآنزیم در متابولیسم گلوکز عمل می&rlm; کنند و می&rlm; توانند </div> <div style="text-align: justify;">آنتی &rlm;اکسیدان&rlm; های دیگر مانند آسکوربات، ویتامین E و گلوتاتیون (GST) تولید کنند. اسید آلفا لیپوئیک دارای خواص ضدالتهابی است و افزودن آن به جیره </div> <div style="text-align: justify;">جوجه&rlm; های گوشتی بیان نسبی ژن&rlm; های مرتبط با التهاب را بهبود می‌بخشد. از طرف دیگر، کروم سه ظرفیتی یک عنصر کمیاب ضروری شناخته شده در انسان و سایر حیوانات می &rlm;باشد که جز فاکتور تحمل گلوکز (GTF) است. کروم برای متابولیسم کربوهیدرات &rlm;ها، پروتئین&rlm; ها و لیپیدها ضروری است. کروم ممکن است در جیره به شکل ترکیبات معدنی یا کمپلکس&rlm; های آلی وجود داشته باشد. پس از جذب، کروم در حالت آزاد گردش می &rlm;کند و به ترانسفرین یا سایر پروتئین&rlm; های پلاسما (پروتئین b-گلوبولین) متصل می &rlm;شود. به &rlm;نظر می&rlm;رسد کروم سه ظرفیتی در ساختار و بیان اطلاعات ژنتیکی در حیوانات نقش داشته باشد. اتصال کروم به اسیدهای نوکلئیک قوی &rlm;تر از سایر یون&rlm; های فلزی است. کروم از RNA در برابر دناتوره شدن حرارتی محافظت می&rlm; کند. همچنین واضح است که کروم در هسته سلولی متمرکز است. کروم با اتصال به کروماتین در بیان ژن شرکت می &rlm;کند و باعث افزایش مکان&rlm; های شروع و در نتیجه افزایش سنتز RNA می&rlm; شود. این افزایش به&lrm;دلیل القای پروتئین متصل به هسته و فعال شدن کروماتین هسته &rlm;ای است در نتیجه کروم بر عملکرد ژن تأثیر می&rlm; گذارد. مکمل کروم در جیره تأثیر مثبتی بر پاسخ ایمنی جوجه&rlm; های گوشتی دارد. بنابراین در این تحقیق اثر مکمل های کروم و اسید آلفا لیپوئیک بر بیان ژن اینترلوکین 1، 2، 4 و 10، همچنین IFN-γ، TNF – α وTGF-β4  بافت طحال جوجه گوشتی مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش&lrm;ها: جهت انجام این آزمایش از 144 قطعه جوجه گوشتی یک روزه سویه راس 308 به&lrm;صورت فاکتوریل (3×2) در قالب طرح کاملاٌ تصادفی با دو سطح اسید آلفالیپوئیک (صفر و 300 میلی&rlm; گرم بر کیلوگرم) و سه سطح پروپیونات کروم (صفر، 750 و 1500 میکرو&rlm;گرم بر کیلوگرم) با 6 تیمار، 3 تکرار و 8 قطعه جوجه در هر تکرار استفاده شد. در پایان دوره آزمایش (42 روزگی)، دو قطعه جوجه از هر پن به &rlm;طور تصادفی انتخاب و کشتار شدند. نمونه از طحال گرفته شد و بلافاصله در نیتروژن مایع منجمد و سپس در 80- درجه سانتی &rlm;گراد ذخیره شد. بررسی کمیت و خلوص RNA استخراج‌ شده با استفاده از دستگاه نانودراپ انجام شد. به‌منظور تأیید تکثیر اختصاصی ژن‌های موردنظر در این مطالعه با استفاده از آغازگرها، ابتدا واکنش PCR انجام شد. بیان نسبی ژن‌های اینترلوکین 1، 2، 4 و 10، همچنین IFN-γ، TNF – α وTGF-β4  بافت طحال به&lrm;روش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز در زمان واقعی ارزیابی شد. در این روش 28S به&lrm;عنوان ژن خانه دار جهت مقایسه نسبی داده‌ها استفاده شد. برای آنالیز داده &rlm;های به&lrm;دست آمده از روش اختلاف در تغییرات درجه آستانه (CT∆∆) استفاده شد. روش بررسی تغییرات بیان ژن در این پژوهش روش ΔΔCT-2 (آستانه مقایسه &rlm;ای) و نسبت به بیان ژن (s28) بود. یافته‌ها: نتایج الکتروفورز بیان ژن &rlm;ها را در سلول‌های طحال مرغ‌های گوشتی تأیید کرد و به&lrm;صورت یک باند روی ژل آگارز 2 درصد ظاهر شدند. الکتروفورز محصولات واکنش زنجیره‌ای پلیمراز به&lrm;ترتیب قطعات 86، 51، 82 و 88 جفت باز را برای اینترلوکین 1، 2، 4 و 10 نشان داد. برای ژن‌های IFN-γ، TNF – α و TGF-β4 باندی بر روی ژل آگارز تشکیل نشد. نتایج نشان داد بیان ژن&rlm; اینترلوکین 1 در گروه&rlm; دریافت کننده اسید آلفالیپوئیک (300 میلی&rlm; گرم بر کیلوگرم) نسبت به گروه شاهد به&lrm;طور </div> <div style="text-align: justify;">معنی&rlm; داری کاهش یافته است. همچنین، بیان نسبی ژن&rlm; های اینترلوکین 1 و 4 در گروه&rlm; دریافت کننده سطح 1500 میکروگرم بر کیلوگرم پروپیونات کروم نسبت به گروه شاهد و گروه دریافت کننده 750 میکروگرم بر کیلوگرم پروپیونات کروم به&lrm;طور معنی&rlm; داری افزایش یافت. در حالی&lrm;که افزودن اسید آلفالیپوئیک و پروپیونات کروم تاثیری بر بیان ژن&rlm; های اینترلوکین 2 و 10 نداشت. نتیجه‌گیری: افزودن 300 میلی&rlm; گرم بر کیلوگرم اسید آلفالیپوئیک به جیره می‌تواند سبب بهبود پاسخ ایمنی ذاتی با کاهش بیان ژن اینترلوکین 1 در جوجه‌های گوشتی گردد. به&lrm;علاوه، افزودن مقادیر بالای پروپیونات کروم (1500 میکروگرم) منجر به کاهش ایمنی (با افزایش بیان ژن اینترلوکین 1 و 4) می‌گردد. در حالی&lrm;که افزودن پروپیونات کروم تا سطح 750 میکروگرم تاثیر بر ایمنی ندارد. با در نظر گرفتن نتایج، افزودن اسید آلفالیپوئیک در سطح 300 میلی&rlm; گرم به جیره جوجه‌های گوشتی توصیه می‌گردد. افزودن پروپیونات کروم تا سطح 750 میکروگرم در صورتی&lrm;که اثرات مفیدی بر عملکرد و خصوصیات تولیدی داشته باشد بلامانع است.  </div> <div style="text-align: justify;"> <div style="text-indent: -0.5pt;">Extended Abstract </div> <div>Background: Alpha-lipoic acid (α-LA) is synthesized enzymatically in the mitochondrion from octanoic acid. Endogenous levels of α-lipoic acid have been reported in the micromolar range. Due to its high lipophilicity, alpha-lipoic acid can easily pass through biological membranes and is converted into dihydrolipoic acid (DHLA) in cells. Alpha-lipoic acid and DHLA are described as an ideal antioxidant couple due to their exceptional ability to protect against oxidative stress through multiple pathways. Both compounds exhibit metal chelating activity, act as coenzymes in glucose metabolism, and can produce other antioxidants such as ascorbate, vitamin E, and glutathione (GST). Alpha-lipoic acid also has anti-inflammatory properties, and its supplementation in broiler diets improves the expression of inflammation-related genes in the spleen. On the other hand, trivalent chromium is recognized as an essential trace element for humans and other animals, as it is part of the glucose tolerance factor (GTF). Chromium is essential for the metabolism of carbohydrates, proteins, and lipids and can be present in the diet in the form of inorganic compounds or organic complexes. After absorption, chromium circulates in a free state and binds to transferrin or other plasma proteins (such as β-globulin). Trivalent chromium appears to play a role in the structure and expression of genetic information in animals, with stronger binding to nucleic acids than other metal ions. Chromium protects RNA against thermal denaturation and is concentrated in the cell nucleus, where it binds to chromatin, participates in gene expression, and increases the initiation sites for RNA synthesis. This increase results from the induction of proteins bound to the nucleus and the activation of nuclear chromatin, thereby affecting gene function. Chromium supplementation has shown a positive effect on the immune response of broiler chickens. The aim of this research was to investigate the simultaneous effects of dietary chromium propionate and alpha-lipoic acid supplementation on the expression of cytokines interleukin 1, 2, 4, and 10, as well as IFN-γ, TNF, and TGF-β4 genes in the spleen tissue of broiler chickens. Methods: For this purpose, an experiment was conducted with 144 Ross 308 broiler chicks in a completely randomized design (CRD) with a 3×2 factorial arrangement of treatments, including six treatments, three replicates, and eight chickens in each replicate. The dietary treatments consisted of three doses of chromium propionate (0, 750, and 1500 μg/kg) combined with two levels of alpha-lipoic acid (0 and 300 mg/kg) supplemented to the basal diets. At the end of the experimental period (42 days old), two chickens from each pen were randomly selected and euthanized. Samples were taken from the spleen, immediately frozen in liquid nitrogen, and then stored at -80°C. The quantity and purity of the extracted RNA were checked using a Nanodrop device. To confirm the specific amplification of the desired genes, PCR reactions were performed using specific primers. The expression of cytokine profile genes was quantified by quantitative real-time PCR, using 28S as a housekeeping gene to normalize the gene expression data. The method of analyzing the obtained data employed the difference in threshold degree changes (∆∆CT), using the 2-ΔΔCT method (comparative threshold) and the ratio of gene expression (28S). Results: The results of electrophoresis confirmed the expression of genes in the spleen cells of broiler chickens, appearing as one band on a 2% agarose gel. Electrophoresis of polymerase chain reaction products showed fragments of 86, 51, 82, and 88 bp for interleukin 1, 2, 4, and 10, respectively. No bands were formed on the agarose gel for the IFN-γ, TNF, and TGF-β4 genes. The results indicated that alpha-lipoic acid at the level of 300 mg/kg significantly decreased interleukin 1 gene expression compared to the control group (0 mg/kg). Additionally, supplementing the basal diet with chromium propionate at the level of 1500 μg/kg significantly increased interleukin 1 and 4 gene expression compared to the control group and the chromium propionate at the level of 750 μg/kg. However, the addition of alpha-lipoic acid and chromium propionate had no effect on the expression of interleukin 2 and 10 genes. Conclusion: Adding 300 mg/kg of alpha-lipoic acid to the diet can improve the immune response by reducing the expression of the IL-1 gene in broilers. Furthermore, high amounts of chromium propionate (1500 μg) may lead to decreased immunity by increasing the expression of IL-1 and 4 genes. In contrast, the addition of chromium propionate up to the level of 750 μg/kg does not adversely affect immunity. Based on the results, it is recommended to include alpha-lipoic acid at the level of 300 mg/kg in the broiler diet, while the addition of chromium propionate up to 750 μg/kg is acceptable if it has beneficial effects on yield and production characteristics.</div> </div> واژه‌های کلیدی: آلفالیپوئیک, بیان ژن, پاسخ ایمنی, کروم Alpha-lipoic, Chromium, Gene expression, Immune response 63 72 http://rap.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1755-1&slc_lang=fa&sid=1 Hadis Mirzaei حدیث میرزایی hadismirzaei72@gmail.com 100319475328460022889 100319475328460022889 No Department of Animal Science, Faculty of Animal Science and Food Technology, Agricultural sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Iran گروه علوم دامی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران Ali Aghaei علی آقائی ali_aghaei110@yahoo.com 100319475328460022890 100319475328460022890 Yes Department of Animal Science, Faculty of Animal science and Food Technology, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran گروه علوم دامی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران Elham Hoveizi الهام حویزی elham.hoveizi@gmail.com 100319475328460022891 100319475328460022891 No Department of Biology, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران Mahmood Nazari محمود نظری fat_sa_2005@yahoo.co 100319475328460022892 100319475328460022892 No Department of Animal Science, Faculty of Animal science and Food Technology, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran گروه علوم دامی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران