由中國工程院院士、中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員印遇龍領(lǐng)銜的畜禽健康養(yǎng)殖研究團(tuán)隊(duì)近日在微生物介導(dǎo)腸道感染和斷奶應(yīng)激調(diào)節(jié)獲新進(jìn)展。
斷奶應(yīng)激一直是困擾仔豬健康成長的重要因素之一。斷奶時(shí)，由于食物、社會(huì)和生活環(huán)境的變化，仔豬腸道形態(tài)、生理功能以及腸道微生物發(fā)生了重要的變化。腸道微生物多樣性減少, Lactobacillus減少，而Clostridium spp.、Prevotella spp.以及兼性厭氧菌如Escherichia coli增多。同時(shí)，由于母體提供的被動(dòng)保護(hù)減少，以及自身的腸道免疫系統(tǒng)不成熟，仔豬易被腸道病原菌感染。該團(tuán)隊(duì)利用產(chǎn)腸毒素大腸桿菌（ETEC）感染的仔豬、ICR和C57小鼠以及T細(xì)胞模型，采用宏基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)以及遺傳修飾等技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)，仔豬ETEC感染可導(dǎo)致仔豬腸道微生態(tài)失調(diào)，包括L. lactis subsp. lactis增加，從而過量產(chǎn)生γ-氨基丁酸(GABA)促進(jìn)IL-17表達(dá)。進(jìn)一步研究表明，GABA通過mTORC1- S6K1-EGR-2-GFI-1信號(hào)通路促進(jìn)腸道IL-17的表達(dá)，而無菌處理、化學(xué)抑制以及基因敲出等手段干擾該通路都影響IL-17表達(dá)和ETEC的定植。鑒于IL-17可作為調(diào)控腸道ETEC感染的靶點(diǎn)，該研究表明維持腸道L. lactis的數(shù)量或者GABA的濃度可預(yù)防仔豬ETEC感染。在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)褪黑素能夠有效的緩解斷奶應(yīng)激，褪黑素增加斷奶后動(dòng)物的日增重，改善腸道形態(tài)，調(diào)節(jié)腸道微生物的組成（例如提高腸道乳酸菌的比例）和代謝。同時(shí)，褪黑素可減少ETEC在腸道的定植。進(jìn)一步研究表明，褪黑素是通過腸道微生物介導(dǎo)，從而緩解斷奶應(yīng)激，在無菌動(dòng)物模型下，褪黑素對(duì)斷奶應(yīng)激沒有顯著緩解效果。研究成果先后發(fā)表在Frontiers in Immunology（IF=6.4）和 Journal of Pineal Research （IF=10.3）上。
該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金以及中國科學(xué)院青促會(huì)項(xiàng)目等的資助。
腸道微生物通過GABA介導(dǎo)ETEC感染腸道IL-17的表達(dá)