中國(guó)農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院王軍軍教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊《自然·通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表了題為《低聚半乳糖與羅伊氏乳酸桿菌協(xié)同富集產(chǎn)酸擬桿菌合成十五烷酸緩解腸道炎癥與屏障損傷》（Galactooligosaccharides and Limosilactobacillus reuteri synergistically alleviate gut inflammation and barrier dysfunction by enriching Bacteroides acidifaciens for pentadecanoic acid biosynthesis）的原創(chuàng)性研究成果，系統(tǒng)揭示了低聚半乳糖與羅伊氏乳酸桿菌協(xié)同改善腸道健康的微生物代謝機(jī)制。
腸道健康問(wèn)題是制約我國(guó)生豬養(yǎng)殖高效發(fā)展的重要因素，因腸道健康問(wèn)題導(dǎo)致的仔豬死亡率高達(dá)15%——20%。斷奶仔豬腸道菌群失調(diào)、促炎細(xì)菌增殖，引發(fā)腸道炎癥、損害腸道健康，制約仔豬生長(zhǎng)發(fā)育。在飼料端全面“禁抗”的產(chǎn)業(yè)背景下，靶向仔豬腸道健康，探索安全有效的“替抗”營(yíng)養(yǎng)調(diào)控方案，對(duì)促進(jìn)養(yǎng)豬業(yè)高效可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
低聚半乳糖（Galactooligosaccharides, GOS）是一種功能性低聚糖，能夠有效調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)。課題組前期研究表明，GOS可選擇性富集包括羅伊氏乳桿菌（Limosilactobacillus reuteri, L. reuteri）在內(nèi)的3種乳酸菌，進(jìn)而改善沙門氏菌感染引起的腸道屏障損傷（Wu et al., J Adv Res, 2024）。值得注意的是，L. reuteri可利用GOS作為碳源組成合生元，而其緩解腸道炎癥和增強(qiáng)屏障功能的協(xié)同機(jī)制尚不清楚。因此，鑒定合生元特異富集的腸道關(guān)鍵有益菌及其關(guān)鍵代謝產(chǎn)物，并解析其改善腸道健康的微生物代謝機(jī)制至關(guān)重要。
本研究在發(fā)現(xiàn)L. reuteri與GOS協(xié)同緩解腸道炎癥而單獨(dú)干預(yù)無(wú)效果的基礎(chǔ)上，整合集成糞菌移植、濾菌代謝物移植、宏基因組和代謝組等多組學(xué)聯(lián)合分析，鑒定了其特異性富集的腸道關(guān)鍵微生物—產(chǎn)酸擬桿菌（Bacteroides acidifaciens, B. acidifaciens）及其代謝產(chǎn)物—十五烷酸（Pentadecanoic acid, C15:0）；結(jié)合體外微生物培養(yǎng)，深入挖掘了L. reuteri與GOS協(xié)同富集B. acidifaciens合成C15:0的微生物代謝機(jī)制；進(jìn)一步，通過(guò)動(dòng)物和細(xì)胞試驗(yàn)，體內(nèi)外驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)合生元（L. reuteri+GOS）、B. acidifaciens和C15:0均能夠達(dá)到抑制NF-κB激活、改善腸道炎癥和屏障功能的效果，為GOS和L. reuteri組成的合生元及其中間代謝菌產(chǎn)酸擬桿菌以及C15:0在改善仔豬腸道健康中的應(yīng)用提供了理論支撐，為基于中間代謝產(chǎn)物的新產(chǎn)品創(chuàng)制與應(yīng)用提供新思路。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)科學(xué)院博士后武玉珺為論文第一作者，王軍軍教授為論文通訊作者。美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)張國(guó)龍教授、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)陶詩(shī)煜副研究員、江陰市人民醫(yī)院趙振國(guó)副主任醫(yī)師，以及我校韓丹丹副教授、趙金標(biāo)青年研究員、戴兆來(lái)副研究員等參與了相關(guān)工作。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃、中國(guó)博士后科學(xué)基金、國(guó)家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、111創(chuàng)新引智計(jì)劃以及中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才工程等項(xiàng)目的資助。
日期：2024-11-09
腸道健康問(wèn)題是制約我國(guó)生豬養(yǎng)殖高效發(fā)展的重要因素，因腸道健康問(wèn)題導(dǎo)致的仔豬死亡率高達(dá)15%——20%。斷奶仔豬腸道菌群失調(diào)、促炎細(xì)菌增殖，引發(fā)腸道炎癥、損害腸道健康，制約仔豬生長(zhǎng)發(fā)育。在飼料端全面“禁抗”的產(chǎn)業(yè)背景下，靶向仔豬腸道健康，探索安全有效的“替抗”營(yíng)養(yǎng)調(diào)控方案，對(duì)促進(jìn)養(yǎng)豬業(yè)高效可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
低聚半乳糖（Galactooligosaccharides, GOS）是一種功能性低聚糖，能夠有效調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)。課題組前期研究表明，GOS可選擇性富集包括羅伊氏乳桿菌（Limosilactobacillus reuteri, L. reuteri）在內(nèi)的3種乳酸菌，進(jìn)而改善沙門氏菌感染引起的腸道屏障損傷（Wu et al., J Adv Res, 2024）。值得注意的是，L. reuteri可利用GOS作為碳源組成合生元，而其緩解腸道炎癥和增強(qiáng)屏障功能的協(xié)同機(jī)制尚不清楚。因此，鑒定合生元特異富集的腸道關(guān)鍵有益菌及其關(guān)鍵代謝產(chǎn)物，并解析其改善腸道健康的微生物代謝機(jī)制至關(guān)重要。
本研究在發(fā)現(xiàn)L. reuteri與GOS協(xié)同緩解腸道炎癥而單獨(dú)干預(yù)無(wú)效果的基礎(chǔ)上，整合集成糞菌移植、濾菌代謝物移植、宏基因組和代謝組等多組學(xué)聯(lián)合分析，鑒定了其特異性富集的腸道關(guān)鍵微生物—產(chǎn)酸擬桿菌（Bacteroides acidifaciens, B. acidifaciens）及其代謝產(chǎn)物—十五烷酸（Pentadecanoic acid, C15:0）；結(jié)合體外微生物培養(yǎng)，深入挖掘了L. reuteri與GOS協(xié)同富集B. acidifaciens合成C15:0的微生物代謝機(jī)制；進(jìn)一步，通過(guò)動(dòng)物和細(xì)胞試驗(yàn)，體內(nèi)外驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)合生元（L. reuteri+GOS）、B. acidifaciens和C15:0均能夠達(dá)到抑制NF-κB激活、改善腸道炎癥和屏障功能的效果，為GOS和L. reuteri組成的合生元及其中間代謝菌產(chǎn)酸擬桿菌以及C15:0在改善仔豬腸道健康中的應(yīng)用提供了理論支撐，為基于中間代謝產(chǎn)物的新產(chǎn)品創(chuàng)制與應(yīng)用提供新思路。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)科學(xué)院博士后武玉珺為論文第一作者，王軍軍教授為論文通訊作者。美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)張國(guó)龍教授、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)陶詩(shī)煜副研究員、江陰市人民醫(yī)院趙振國(guó)副主任醫(yī)師，以及我校韓丹丹副教授、趙金標(biāo)青年研究員、戴兆來(lái)副研究員等參與了相關(guān)工作。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃、中國(guó)博士后科學(xué)基金、國(guó)家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、111創(chuàng)新引智計(jì)劃以及中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才工程等項(xiàng)目的資助。
日期：2024-11-09
