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亚热带生态所微生物介导肠道感染和断奶应激调节研究获进展

肠道微生物通过 GABA 介导 ETEC 感染肠道 IL-17 的表达

由中国工程院院士、中国科学院亚热带农业生态研究所研究员印遇龙领衔的畜禽健康养殖研究团队近日在微生物介导肠道感染和断奶应激调节研究中取得新进展。

断奶应激是困扰仔猪健康成长的重要因素之一。断奶时,由于食物、社会和生活环境的变化,仔猪肠道形态、生理功能以及肠道微生物发生了变化。肠道微生物多样性减少,Lactobacillus 减少,而 Clostridium spp.、Prevotella spp. 以及兼性厌氧菌如 Escherichia coli 增多。同时,由于母体提供的被动保护减少,以及自身的肠道免疫系统不成熟,仔猪易被肠道病原菌感染。研究团队利用产肠毒素大肠杆菌(ETEC)感染的仔猪、ICR 和 C57 小鼠以及 T 细胞模型,采用宏基因组学、蛋白质组学、代谢组学以及遗传修饰等技术,发现仔猪 ETEC 感染可导致仔猪肠道微生态失调,包括 L. lactis subsp. lactis 增加,从而过量产生γ- 氨基丁酸 (GABA) 促进 IL-17 表达。进一步研究表明,GABA 通过 mTORC1- S6K1-EGR-2-GFI- 1 信号通路促进肠道 IL-17 的表达,而无菌处理、化学抑制以及基因敲出等手段干扰该通路都影响 IL-17 表达和 ETEC 的定植。鉴于 IL-17 可作为调控肠道 ETEC 感染的靶点,该研究表明维持肠道 L. lactis 的数量或者 GABA 的浓度可预防仔猪 ETEC 感染。在此基础上,发现褪黑素能够有效的缓解断奶应激,褪黑素增加断奶后动物的日增重,改善肠道形态,调节肠道微生物的组成(如提高肠道乳酸菌的比例)和代谢。同时,褪黑素可减少 ETEC 在肠道的定植。进一步研究表明,褪黑素是通过肠道微生物介导,从而缓解断奶应激,在无菌动物模型下,褪黑素对断奶应激没有显著缓解效果。研究成果先后发表在 Frontiers in Immunology 和 Journal of Pineal Research 上。

该研究得到了国家重点研发计划、中科院前沿科学重点研究项目、国家自然科学基金以及中科院青促会项目等的资助。

http://pubmedcentralcanada.ca/pmcc/articles/PMC5237640/

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jpi.12448/abstract

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