王軍軍教授課題組在功能配料緩解腸道炎癥及其菌群介導黏膜屏障與固有層巨噬細胞重建方面取得重要進展

　　本網(wǎng)訊 近日，中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院王軍軍教授在國際知名學術期刊《Gut Microbes》在線發(fā)表了題為 “Cohousing-mediated microbiota transfer from milk bioactive components-dosed mice ameliorate colitis by remodeling colonic mucus barrier and lamina propria macrophages” 的最新研究成果（https://doi.org/10.1080/19490976.2021.1903826）。

 

　　宮內(nèi)生長受限（Intrauterine Growth Restriction, IUGR）導致仔豬生命早期死亡率高、后期生長性能低，對其腸道發(fā)育缺陷與養(yǎng)分利用特征認知不足是制約IUGR豬營養(yǎng)調(diào)控有效性的關鍵。為此，王軍軍教授課題組長期從事IUGR豬腸道結構功能缺陷、炎癥發(fā)生發(fā)展、微生物差異定植及其營養(yǎng)干預研究?；谇捌谘芯堪l(fā)現(xiàn)乳脂球膜、低聚半乳糖和低聚果糖組合而成的功能配料（CMFG）具有強大益生作用，本研究進一步系統(tǒng)探索了CMFG對機體腸道屏障功能、腸道菌群以及炎癥反應的改善作用，并通過共養(yǎng)介導腸道微生物轉移和腸道微環(huán)境重構，揭示了微生物移植緩解腸道炎癥的效果與機制。

 

　　首先，作者基于葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導的小鼠結腸炎模型，發(fā)現(xiàn)預添加CMFG顯著改善結腸組織形態(tài)和腸道緊密連接，促進結腸杯狀細胞增殖及其黏蛋白MUC2分泌（圖1），改善腸道屏障功能相關基因表達（圖2），抑制促炎基因表達上調(diào)和TLR4信號通路過度激活，并抑制腸道上皮細胞凋亡和結腸固有層促炎巨噬細胞極化。同時，CMFG可促進短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌（如艾克曼菌、乳酸菌和羅斯菌）的增殖，并通過增加乙酸和丁酸產(chǎn)生、改善腸道黏膜屏障、抑制腸道上皮細胞凋亡和氧化損傷等方式發(fā)揮益生作用，進而緩解小鼠結腸炎（圖1）。因此，腸道微生物在CMFG緩解小鼠結腸炎方面或扮演著不可或缺的角色。

　　為進一步驗證功能配料CMFG的益生作用，作者利用小鼠共養(yǎng)模型，發(fā)現(xiàn)CMFG干預后的腸道菌群可被成功移植至受體小鼠，在一定程度上恢復了受體小鼠結腸黏膜屏障完整性（圖3），并通過傳遞艾克曼菌等短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌（圖4），使受體小鼠再現(xiàn)緩解腸道炎癥表型。

　　本研究以腸道微生物和上皮細胞互作為切入點，首次發(fā)現(xiàn)添加低聚糖與乳脂球膜等功能配料組合可通過增加短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌的定植、促進杯狀細胞增殖及其黏蛋白MUC2分泌而改善腸道微生態(tài)和黏膜屏障，減少結腸固有層促炎巨噬細胞而改善腸道免疫微環(huán)境，進而緩解腸道炎癥；且通過混養(yǎng)建立菌群水平傳遞后，受體鼠成功再現(xiàn)了上述表型，驗證了腸道微生物在功能配料改善腸道穩(wěn)態(tài)和緩解炎癥方面的介導作用，為仔豬營養(yǎng)優(yōu)化提供了新思路。

 

　　我校動物科技學院王軍軍教授為論文通訊作者，動物科技學院2018屆碩士畢業(yè)生劉聰（現(xiàn)為荷蘭萊頓大學醫(yī)學中心博士研究生）和2019屆博士畢業(yè)生黃世猛（現(xiàn)為江蘇省農(nóng)業(yè)科學院和圣路易斯華盛頓大學醫(yī)學院聯(lián)合培養(yǎng)博士后）為論文共同第一作者。我校動物醫(yī)學院張冰老師在動物實驗開展方面提供了大力支持，美國阿肯色大學趙江潮老師對論文給予了指導和幫助。該工作獲得了國家自然科學基金、北京市自然科學基金和111創(chuàng)新引智基地等項目的資助。