2019-02-07浏览量:234

金猪纳福|新一年科研,从猪宝宝的肠道菌群说起

2019年是农历乙亥年,也就是猪年,听说居宝宝们都是勤劳质朴、头脑冷静、待人热情、做事细心、亲力亲为……嗯……新的一年如果像居宝宝们一样加油工作,老板一定会给我加薪的。

和人体一样,肠道也是猪身上最大的器官系统,不仅是重要的消化器官和免疫器官,而且,还很好次。肠道被称为第二大脑,肠道菌群通过“脑肠轴”连接与大脑间的双向通信系统。所以,重视猪宝宝的胃肠道健康,可以从关注肠道菌群做起~

最近cell子刊上发表的最新一篇关于猪肠道菌群的文章表明,通过口服移植抗腹泻仔猪的粪菌,可显著减少易腹泻仔猪因早期断奶应激诱导的腹泻疾病,且增加了易腹泻仔猪肠道中5种细菌之间的相关性。

那,为啥要早期断奶呢?

仔猪早期断奶是为了让猪妈妈一年能多下几窝仔(所谓高产似那啥),但是仔猪提前断奶后会引发一系列应激反应,其中腹泻就是较普遍的反应之一,大概50%以上的养猪场会出现这种情况,而腹泻会造成仔猪增重降低,严重时甚至死亡。

很久以前,欧洲国家为了防止猪宝宝过多因腹泻死亡,会采用抗生素治疗仔猪,但是抗生素的过度使用具有很多弊端(比如耐药性、药物残留等问题)。而自从上个世纪欧盟开始禁止使用抗生素后,仔猪的增重降低,死亡率增加。虽然也采取了很多应对措施比如改善畜舍环境、使用优质饲料等,不仅增加了成本,也多是治标不治本。

文章中通过将抗腹泻仔猪的粪便菌群移植给易腹泻的仔猪,发现可使早期断奶仔猪产生腹泻抗性。通过比较接受粪菌移植的仔猪和对照组仔猪的肠道菌群,发现了两种介导抗腹泻的细菌:Lactobacillus gasseri LA39和Lactobacillus frumenti,可能是潜在的预防动物腹泻的抗生素替代物。

研究进一步发现乳酸菌分泌的细菌素gassericin A,可通过与宿主肠道上皮细胞角蛋白Keratin 19结合,降低胞质内cAMP和cGMP水平,增加小肠上皮液体吸收并减少分泌,以减缓腹泻症状。

解铃还须系铃人(菌)。

同年另一篇文章也发现在断奶仔猪日粮中添加食用精油可使其体重显著增加,腹泻发生率显著降低。虽然在动物的日粮中添加精油,改善对感染病菌抵抗力的做法由来已久,但是其中的作用机制还尚待发现和完善。

文章中采用16S高通量测序技术和代谢组技术联合分析研究食用精油对断奶仔猪肠道菌群及代谢产物的影响。

结果发现精油能改变肠道菌群的组成,一些有益菌如BacillLactobacillalesStreptococcaceaeVeillonellaceae的相对丰度增加(图1)。

图1 精油组和对照组的菌群差异显著

并且通过比较差异代谢物组成发现精油组中有14中代谢物含量上升,而有17种代谢物含量下降(图2)。进一步通过KEGG代谢通路分析发现精油组中有关蛋白质生物合成、氨基酸代谢和脂质代谢的通路富集。

图2 饲粮有无精油的断奶仔猪结肠代谢物存在显著差异

进一步将差异菌群与代谢通路进行关键分析,发现一些肠道细菌属与肠道微生物相关代谢产物的改变具有高度相关性(图3)。

图3 饲粮有无精油的断奶仔猪结肠微生物群与代谢物的相关性研究

由此可见,肠道菌群对猪宝宝健康的影响,不仅体现在微生物组成上的变化,也可以通过其代谢产物对宿主产生影响。那同时检测微生物组成及其代谢产物的变化,进行相关性研究,就可以挖掘更深层次的信息或机制啦。

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参考文献:

[1]Jun H, Libao M, Yangfan N, et al. A Microbiota-Derived Bacteriocin Targets the Host to Confer Diarrhea Resistance in Early-Weaned Piglets[J]. Cell Host & Microbe, 2018,24:817–832.

[2]Yuan L, Xiongfeng F, Xin M, et al. Intestinal Microbiome-Metabolome Responses to Essential Oils in Piglets[J]. Frontiers in Microbiology, 2018, 9:1988-.

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