家畜营养与调控团队揭示低聚木糖改善仔猪肠道功能的分子机制

作者：汤善龙马腾来源：家畜营养与调控科技创新团队发布时间：2022-07-13

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近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所家畜营养与调控科技创新团队研究揭示了低聚木糖通过优化肠道菌群改善断奶仔猪肠道屏障与免疫功能的分子机制，为提高断奶仔猪抗病力，促进生猪高效健康养殖提供了理论依据。相关研究发表在化学与聚合物科学研究领域国际顶刊《碳水化合物聚合物（Carbohydrate Polymers）》上。

在“禁抗”大背景下，断奶仔猪腹泻与抗病力低下问题突出，给养猪业造成巨大经济损失。因此，提高仔猪抗病能力是促进生猪产业健康发展的重要研究课题之一。团队前期梳理了低聚木糖在提高仔猪抗病力方面的应用价值（成果发表于《营养前沿（Frontiers in Nutrition）》），发现低聚木糖可通过改善肠道屏障和调节肠道免疫来增强断奶仔猪的肠道健康（成果发表于《动物科学杂志（Journal of Animal Science）》和《微生物前沿（Frontiers in Microbiology）》），但具体作用机制尚不清楚。

本研究发现，低聚木糖可以通过改变断奶仔猪肠道菌群和衍生代谢物来增强肠道屏障功能，调节肠道免疫，这与肠上皮细胞生物学过程的改变密切相关。其具体调控机制表现为两个方面：一是低聚木糖优化肠道菌群结构，增加 Lactobacillus 等有益菌，减少潜在致病菌，微生物代谢产物丁酸等激活宿主G蛋白偶联受体109a或抑制组蛋白去乙酰化酶，增强肠道屏障完整性，抑制促炎细胞因子表达，导致IgA产生和抗原交叉呈递过程减弱；二是低聚木糖通过Notch和Wnt/β-catenin信号通路调节肠上皮细胞增殖或凋亡以及肠杯状细胞分化，高浓度挥发性脂肪酸（丁酸和丙酸）优先为肠细胞提供能量，重塑能量代谢途径。

牧医所汤善龙、陈玉霞、邓富丽为论文第一作者，陈亮研究员与张宏福研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和中国农业科学院创新工程重大任务经费支持。

原文链接1：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119776

原文链接2：https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.641172

原文链接3：https://doi.org/10.1093/jas/skab183

原文链接4：https://doi.org/10.3389/fnut.2021.731930