1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
饲料、粪尿、羽毛、动物的皮屑等物质是畜禽舍内环境颗粒物的主要来源,舍内的颗粒物浓度比其他室内环境颗粒物浓度高出10-100倍,并且畜禽舍颗粒物表面会吸附大量的微生物,重金属元素等,也是是nh3、h2s等有害气体的载体,对工作人员、动物健康和周围环境都有很大的危害。
目前,集约化养殖模式成为养殖业的主要发展模式,但其在带来良好的经济效益的同时,也带来了不可避免的问题:畜禽舍中通风有限,空气质量差,气味浓。畜禽舍内的有害气体与粉尘颗粒物质直接影响家畜的生长性能和呼吸道健康状况。颗粒物作为环境影响因素之一,其表面附着大量的重金属离子、挥发性有机化合物(volatile organic chemcials : vocs)、no3-、so42-、nh3、气味化合物、内毒素、抗生素、过敏原、尘螨及葡聚糖等物质,这些物质会以颗粒物为载体,直接进入呼吸道,而细颗粒物(pm2.5)由于粒径极小,比表面积较大,更易吸附携带其他有害物质,且可直接进入肺泡,引发呼吸系统疾病、免疫反应,影响猪的健康,进而降低生产效益,因此危害更大。目前,有关猪舍空气颗粒物对猪健康影响的研究较少,缺乏基础数据。另外,已有研究报道,氧化损伤和炎症反应是pm2.5影响呼吸道健康的重要机制。因此,本课题拟以小鼠为动物模型,采用气管滴注的方式给小鼠滴注从猪舍采集的pm2.5,通过对肺组织的形态观察及氧化应激和炎症相关指标的测定,研究猪舍空气pm2.5对小鼠肺组织氧化应激及炎症反应指标的影响,为猪舍空气环境颗粒物对猪呼吸道健康影响提供理论参考依据。
2. 研究的基本内容和问题
目标:明确猪舍空气pm2.5对小鼠肺氧化损伤和炎症相关指标的影响。
内容:将收集的猪舍pm2.5制成混悬液,以小鼠为动物模型,采用气管滴注pm2.5的方式处理小鼠,每周滴注两次,连续滴注四周。每周记录采食量和体重,四周后处死采样。采样时测定小鼠脏器指数,提取右肺固定,利用he染色观察肺组织的病理学变化;利用左侧肺分离制备肺泡灌洗液(balf),观察炎症细胞的数目变化;利用定量反转录聚合酶连锁反应(qrt-pcr)技术检测肺组织中促炎因子的表达水平,分析pm2.5对小鼠肺氧化损伤和炎症相关指标的影响。
关键问题:气管滴注试验对动物应激较大,需认真学习,熟练操作后才能进行试验,且要严格控制试验条件一致;采样后肺脏应及时处理,使其受采样环境影响程度达到最低,尽可能地保持体内原始状态,降低后续试验误差。
3. 研究的方法与方案
试验设计:将采集的pm2.5浸入双蒸水中,经超声震荡洗涤、过滤、真空冷冻干燥后收集备用。将20只健康清洁雄性昆明小鼠,随机分为2组,每组10只,分别为对照组、pm2.5处理组,采用气管滴注的方式处理小鼠,每周2次,每次滴注pm2.5的体积为50 ul,对照组滴注同等体积的生理盐水,连续4周。试验期间,小鼠可自由摄食、饮水,每周测定并记录小鼠体重。最后一次滴注后24h后将小鼠处死打开胸腔,迅速分离各脏器。
相关指标测定:
1.生长性能和脏器指数
4. 研究创新点
目前,有关猪舍内颗粒物对猪健康影响的研究较少,缺乏基础数据,本试验提出根据染毒后的小鼠肺组织MDA、SOD、CAT、TNF-α、IL-1β、IL-8及IL-6等指标含量的变化,探究PM2.5对小鼠肺氧化应激及炎症反应指标的影响,研究结果为进一步阐明猪舍空气颗粒物对猪呼吸道健康影响提供理论参考依据。
5. 研究计划与进展
2018年9月—2018年10月,查阅资料,设计试验方案,掌握试验相关操作方法;
2018年10月—2018年11月:采集猪舍细颗粒物并制备成混悬液。
2018年11月—2019年1月:饲养小鼠,进行动物试验,记录试验数据;
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