近日，動(dòng)科學(xué)院姚軍虎教授團(tuán)隊(duì)研究論文“Multi-omics reveal mechanisms of high enteral starch diet mediated colonic dysbiosis via microbiome-host interactions in young ruminant”在線發(fā)表于《Microbiome》。學(xué)院已畢業(yè)博士靳純嘏和武圣儒副教授為論文的共同第一作者，姚軍虎教授、武圣儒副教授和加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)和阿爾伯塔大學(xué)Le Luo Guan教授（加拿大）為共同通訊作者。
營(yíng)養(yǎng)和生理的劇烈變化可導(dǎo)致青年反芻動(dòng)物發(fā)生胃腸道功能障礙，嚴(yán)重影響其生長(zhǎng)和健康，給畜牧業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。生產(chǎn)實(shí)踐中，通常飼喂高淀粉日糧以促進(jìn)青年反芻動(dòng)物生長(zhǎng)和消化道發(fā)育，但這會(huì)增加進(jìn)入后腸道的淀粉量，引起后腸菌群失調(diào)，導(dǎo)致后腸道炎癥及腹瀉。本研究以青年奶山羊?yàn)槟Ｐ?，利用整粒和粉碎玉米?gòu)建低腸內(nèi)淀粉日糧（LES）和高腸內(nèi)淀粉日糧（HES）。選取40只健康、斷奶的3月齡奶山羊，隨機(jī)均分為兩組，分別飼喂LES日糧（n="20）和HES日糧（n=20）。通過(guò)結(jié)合結(jié)腸轉(zhuǎn)錄組、代謝組、宏基因組和組織學(xué)形態(tài)學(xué)、免疫熒光染色等分析發(fā)現(xiàn)：HES會(huì)導(dǎo)致膽汁酸積聚，并減弱宿主黏膜MUC2生物合成及上皮緊密連接，從而使腔內(nèi)大分子突破物理屏障。同時(shí)，結(jié)腸微生物群及其代謝產(chǎn)物通過(guò)促進(jìn)抗原呈遞和促進(jìn)TH2介導(dǎo)的炎癥過(guò)程，刺激了結(jié)腸炎癥和組織損傷發(fā)生，抑制結(jié)腸水分吸收能力（如圖所示）。
本研究還采用線性混合效應(yīng)模型計(jì)算了微生物（細(xì)菌和真菌）及其代謝物對(duì)結(jié)腸功能和病理變化的組學(xué)可解釋性，系統(tǒng)揭示了山羊模型中結(jié)腸穩(wěn)態(tài)破壞的微生物機(jī)制，并鑒定了真菌在其中發(fā)揮的潛在調(diào)控作用。本研究解析幼齡反芻動(dòng)物因淀粉過(guò)量而導(dǎo)致后腸失調(diào)的潛在機(jī)制，并針對(duì)性改變玉米加工方式來(lái)調(diào)控后腸道淀粉含量，改善微生物區(qū)系并調(diào)控后腸道健康。相關(guān)發(fā)現(xiàn)對(duì)于開(kāi)發(fā)新的營(yíng)養(yǎng)策略以緩解幼年反芻動(dòng)物因過(guò)量淀粉引起的后腸道功能障礙和微生態(tài)失衡具有重要意義。
本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFD1600101）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32272829）和陜西省青年人才托舉計(jì)劃（20220203）等項(xiàng)目共同資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1186/s40168-024-01760-w
2024年3月4日
來(lái)源：西北農(nóng)林科技大學(xué)
