華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生豬腸道功能微生物代謝產(chǎn)物作用機(jī)制研究方面取得進(jìn)展
2023年06月14日來源：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
近日，農(nóng)業(yè)微生物資源發(fā)掘與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育部動(dòng)物育種與健康養(yǎng)殖前沿科學(xué)中心、湖北洪山實(shí)驗(yàn)室晏向華教授課題組的研究成果以 “Gut microbiota-derived 3-phenylpropionic acid promotes intestinal epithelial barrier function via AhR signaling”為題在Microbiome雜志發(fā)表。
該研究以貴州從江香豬為研究對(duì)象，發(fā)掘出腸道功能微生物Bacteroides fragilis，并闡明其通過3-苯丙酸代謝物促進(jìn)豬腸道屏障功能的作用機(jī)制，在實(shí)施腸道菌群干預(yù)改善生豬腸道健康方面具有重要意義。
腸道屏障功能是阻止病原體和飼料毒物等有害物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體的重要防線，對(duì)維持動(dòng)物機(jī)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)具有重要作用。在集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)中，早期斷奶措施和換料等應(yīng)激因素可導(dǎo)致豬腸道屏障功能受損，嚴(yán)重影響了腸道對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收，同時(shí)增加了腸道受感染的風(fēng)險(xiǎn)。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)腸道功能微生物可增強(qiáng)宿主腸道屏障功能，有利于改善腸道健康。因此，深入發(fā)掘可促進(jìn)豬腸道屏障功能的關(guān)鍵微生物并解析其作用機(jī)制具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
研究人員綜合運(yùn)用宏基因組學(xué)和細(xì)菌16S rDNA擴(kuò)增子測(cè)序技術(shù)解析了7個(gè)品種豬（即杜×（長×大）豬、藏豬、萊蕪豬、沙子嶺豬、從江香豬、環(huán)江香豬和寧鄉(xiāng)豬）共計(jì)56頭斷奶仔豬和56頭育肥末期豬的腸道細(xì)菌區(qū)系組成，發(fā)現(xiàn)不同品種豬的腸道細(xì)菌區(qū)系有差異，其中杜×（長×大）豬和從江香豬腸道細(xì)菌區(qū)系的差異最為明顯。從江香豬是一種我國貴州省特有的地方豬種，它具有肉嫩味美、抗病力強(qiáng)、耐粗飼等特點(diǎn)。進(jìn)一步證實(shí)了從江香豬育肥豬的腸道屏障功能比杜×（長×大）育肥豬更強(qiáng)。將這兩個(gè)品種豬的糞便微生物分別移植到無菌小鼠腸道后，受體無菌小鼠亦表現(xiàn)出差異化的腸道屏障功能特性。通過比較受體無菌小鼠腸道細(xì)菌區(qū)系的差異，篩選并驗(yàn)證出B. fragilis可促進(jìn)宿主腸道屏障功能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)B. fragilis可通過產(chǎn)生代謝產(chǎn)物3-苯丙酸來促進(jìn)宿主腸道屏障功能。功能試驗(yàn)表明3-苯丙酸代謝物可通過激活A(yù)hR信號(hào)增加腸道緊密連接等相關(guān)蛋白的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)腸道屏障功能。綜上，本研究綜合運(yùn)用從江香豬腸道微生物資源，基于糞菌移植、微生物組學(xué)和無菌小鼠等技術(shù)揭示了微生物來源的3-苯丙酸代謝產(chǎn)物促進(jìn)腸道屏障功能的作用機(jī)制，為實(shí)施腸道菌群干預(yù)改善生豬腸道健康提供了依據(jù)。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院、動(dòng)物醫(yī)學(xué)院博士后胡軍為本文第一作者，晏向華教授為通訊作者。本研究受國家自然科學(xué)基金、博士后創(chuàng)新人才計(jì)劃、湖北省自然科學(xué)基金、博士后面上項(xiàng)目的資助。
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