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【国家自然科学基金委】我国科学家在早期断奶仔猪抗腹泻作用机制方面取得新进展

核心提示: 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室、生猪精准饲养团队晏向华教授课题组在早期断奶仔猪抗腹泻作用机制方面取得重要进展,研究成果以“A Microbiota-Derived Bacteriocin Targets the Host to Confer Diarrhea Resistance in Early-Weaned Piglets”(微生物来源的细菌素靶向宿主抗早期断奶仔猪腹泻研究)为题,于2018年12月13日在Cell Host & Microbe(《细胞·宿主和微生物》)上在线发表。

在国家自然科学基金重点项目和重点国际(地区)合作研究等项目(项目编号:31730090、31520103915)等资助下,华中农业大学农业微生物学国家重点实验室、生猪精准饲养团队晏向华教授课题组在早期断奶仔猪抗腹泻作用机制方面取得重要进展,研究成果以“A Microbiota-Derived Bacteriocin Targets the Host to Confer Diarrhea Resistance in Early-Weaned Piglets”(微生物来源的细菌素靶向宿主抗早期断奶仔猪腹泻研究)为题,于2018年12月13日在Cell Host & Microbe(《细胞·宿主和微生物》)上在线发表。华中农业大学动科动医学院博士研究生胡军为第一作者,晏向华教授为通讯作者。论文链接:https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(18)30563-8。

对仔猪实施早期断奶措施是集约化养猪生产过程中关键技术之一,该措施具有实现全进全出的管理方式、促进仔猪生长发育、提高母猪繁殖效率和分娩舍利用率、有利于疾病防控等优点。但仔猪早期断奶措施会从环境、心理和营养等方面影响其健康,亦会不同程度影响肠道微生态环境与黏膜屏障发育,导致仔猪食欲下降和消化不良,进一步引发腹泻,甚至死亡。因此,深入研究早期断奶仔猪抗腹泻机理有助于改善仔猪肠道健康。

从江香猪是一种我国贵州省特有的地方猪种,它具有肉嫩味美、抗病力强、耐粗饲等特点。2013年,课题组研究发现将健康的从江香猪粪便微生物移植到长×大二元杂交仔猪肠道内,可显著降低仔猪早期断奶腹泻发生率。与此同时,仔猪粪便微生物区系发生显著变化,即长×大二元杂交仔猪粪便微生物多样性、物种组成、基因功能等向从江香猪仔猪的粪便微生物区系转变。课题组历时6年,通过比较粪便菌液灌服组和生理盐水灌服组仔猪粪便微生物的相对丰度,筛选出5种与腹泻抗性相关的关键候选微生物(L. frumenti、L. gasseri LA39、B. pullicaecorum、E. hallii、B. hansenii)。动物验证试验结果表明差异微生物L. gasseri LA39 和L. frumenti具有较显著的抗腹泻功能。进一步分析表明L gasseri LA39 和L frumenti介导的腹泻抗性依赖于其分泌的gassericin A细菌素。组织水平和细胞水平的免疫荧光试验表明gassericin A可结合在猪肠上皮细胞质膜上。Co-IP等功能试验证明gassericin A可通过宿主KRT19蛋白结合在肠上皮细胞质膜,并激活胞内mTOR介导的磷酸二酯酶活性,导致cAMP和cGMP水平下调,继而促进肠液吸收相关蛋白的表达并抑制肠液分泌相关蛋白的表达,从而降低早期断奶仔猪腹泻发生率。

该研究发现了微生物来源的细菌素可通过靶向宿主肠道起到抗腹泻效果,为实施肠道菌群干预改善仔猪肠道健康提供新思路。

相关链接:http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info74765.htm

责任编辑:兰涵旗
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