2023年11月11日下午，动物消化道营养国际联合研究中心第153期消化道营养精品学术沙龙在逸夫楼2064顺利举办。本期的学术沙龙由消化道微生物实验室的硕士生曾慧、高云龙、侯美欣、和博士生张佳琦做文献汇报，动物消化道营养国际联合研究中心的老师学生参与此次沙龙。特选高云龙、张佳琦两位同学的精彩汇报进行展示。
硕士生高云龙对文献《Supplementation with a probiotic mixture accelerates gut microbiome maturation and reduces intestinal inflammation in extremely preterm infants》-《补充益生菌混合物可加速极早产儿肠道微生物组成熟并减少肠道炎症》进行了汇报。
新生儿出生后肠道微生物经历动态的组装过程，并逐步接近于成人的微生物组。早产儿的肠道微生物组显示出一种α多样性减少以及潜在致病菌丰度增加的相对不成熟状态。这种相对不成熟的微生物状态与早产儿极易患坏死性小肠结肠炎等肠道疾病密切相关。益生菌越来越多地用于早产儿，以预防坏死性小肠结肠炎和新生儿败血症。然而，益生菌对肠道微生物组组装和免疫的影响知之甚少。因此，作者在极早产儿中使用随机干预试验，测试了含有四种婴儿肠道原生双歧杆菌属菌株和一种乳酸杆菌属菌株的益生菌产品对微生物组的组成和功能轨迹的影响。
研究结果表明：（1）双歧杆菌菌株可以稳定的定殖到早产儿肠道，但是鼠李糖乳杆菌则不能定殖。（2）益生菌混合物加速极早产儿的微生物组成熟，达到与足月儿相当的水平。（3）益生菌促进具有更高物种互连性和稳定性的群落。（4）益生菌加速极早产儿肠道代谢组成熟。（5）益生菌菌株和代谢产物驱动微生物组成熟。（6）益生菌诱导的微生物组成熟减少了极早产儿粪便中的促炎细胞因子。
作者得出结论：施用益生菌混合物加速了极早产儿肠道微生物组成熟，具有更高的稳定性和物种互连性。除了婴儿年龄，双歧杆菌菌株和粪便代谢物是微生物组成熟的最佳预测因子，益生菌是微生物组组装轨迹的主要决定因素。双歧杆菌驱动的微生物组成熟也与抗炎肠道免疫环境有关。这表明双歧杆菌菌株是生态系统工程师，导致极早产儿的微生物组成熟和免疫加速。
博士生张佳琦对文献《Limosilactobacillus mucosae-derived extracellular vesicles modulates macrophage phenotype and orchestrates gut homeostasis in a diarrheal piglet model》-《黏膜乳杆菌衍生的胞外囊泡在腹泻仔猪模型中调节巨噬细胞表型并维持肠道稳态》进行了汇报。
新生儿肠道微生物群不稳定和免疫系统不成熟，从而容易受到外界病原体的侵袭。因此，新生儿腹泻频发，同时伴随着肠道屏障功能受损和肠黏膜通透性增加，诱发肠道炎症，最终导致生长迟缓，以及对后续病原体感染的抵抗力降低。细菌胞外囊泡（EVs）参与多种病理生理功能，这些功能涉及细胞间相互作用，如营养获取、毒力因子递送和免疫调节。研究发现多种乳酸菌可产生胞外囊泡（EVs）。然而，这些乳杆菌来源的EVs的潜在作用和功能尚未得到广泛研究。另外有研究表明，一些乳杆菌菌株在预防哺乳动物腹泻疾病方面具有较好的效果。因此，具有止泻特性的乳酸杆菌是否通过其EVs发挥作用值得进一步探索。
肠道微生物与腹泻病密切相关，一些特定的细菌菌株已显示出抗腹泻作用。然而，益生菌菌株的抗腹泻机制尚未阐明。人类和猪之间的肠道结构和发育的相似性使猪成为研究人类胃肠道疾病的常用动物模型。作者以新生仔猪、无菌（GF）小鼠和无特定病原体（SPF）小鼠为动物模型，结合多组学、粪便微生物移植（FMT）、肠致病性大肠杆菌K88（ETEC K88）诱导的肠道炎症损伤模型和黏膜乳杆菌（L.mucosae）及其衍生的胞外囊泡的干预技术，进一步揭示了肠道微生物与仔猪腹泻病之间的因果关系，阐明了健康仔猪粪便来源的乳杆菌抗腹泻的潜在机制。
研究结果表明：腹泻仔猪表现为肠道菌群紊乱，主要特征是乳酸菌丰度降低、大肠杆菌丰度增加和LPS生物合成通路增加，其中L. mucosae和L. reuteri是区分仔猪健康和腹泻的关键细菌；腹泻仔猪微生物群移植GF小鼠后导致其生长迟缓、肠道炎症损伤、肠道菌群及代谢紊乱；机制上，腹泻个体的肠道菌群通过激活LPS促炎信号通路，导致肠道屏障功能受损，过量的LPS从肠腔转移到血液中，诱发全身性的炎症反应，最终导致生长迟缓；从健康仔猪粪便中分离的L. mucosae可缓解小鼠腹泻症状；L. mucosae衍生的EVs调节巨噬细胞表型缓解ETEC K88攻毒小鼠的腹泻症状。
作者得出结论：给予L. mucosae可缓解腹泻新生仔猪和ETEC K88攻毒诱导的腹泻病症状。L. mucosae衍生的细胞外囊泡通过调节巨噬细胞表型减轻了ETEC K88引起的腹泻症状。这一发现从肠道菌群的角度为腹泻疾病的发病机制的阐明和基于益生菌的抗腹泻治疗策略的开发提供了见解。
