2024年7月2日上午，动物消化道营养国际联合研究中心第173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樊秋月、曹雅雄、唐一骏、廖经宏和谭鼎做文献汇报，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。

硕士生廖经宏对文献《Alginate oligosaccharides improve hepatic metabolic disturbance via regulating the gut microbiota》进行了汇报。

宫内生长受限（IUGR）是全球普遍存在的公共问题，占全球总人口的5%，其产生原因是怀孕期间，哺乳动物胚胎或胎儿器官生长发育受损引起；造成的结果是，新生动物体重较低、动物永久性发育迟缓、高发病率、高死亡率。由于低出生重的新生仔猪表现出自然患病率与低出生重新生儿具有相似的生长和代谢缺陷，所以低出生重（LBW）可作为研究产前和产后IUGR发生的潜在机制和治疗的模型。海藻寡糖（AOS）是从水解海藻酸盐中提取的天然酸性多糖，是一种新型益生元。在以往的研究中，AOS在调节肠道稳态中的有益作用主要体现在抑制促炎细胞因子的释放、清除活性氧(ROS)、减轻肠上皮细胞凋亡、降低肠粘液的通透性、恢复微生物群落几个方面；然而，AOS是否能缓解低出生体重（LBW）哺乳动物的肠道功能障碍仍有待探索。

作者选取72头正常出生体重（NBW）仔猪和72头低出生重（LBW）仔猪，21天断奶后，将这144头仔猪分为4各组，即NBW(饲喂基础日粮)、NA组(饲喂基础日粮+0.05%AOS)、LBW组(饲喂基础日粮)、LA组(饲喂基础日粮+0.05%)饲喂28天，研究AOS对低出生重仔猪的影响。

研究结果表明：1、AOS显著改善了低出生重断奶仔猪空肠绒毛脱落的现象，显著增加了低出生重断奶仔猪的空肠消化酶活性（α-淀粉酶、蔗糖酶、麦芽糖酶和脂肪酶）、显著增加了断奶仔猪脂肪酸转运体、葡萄糖转运体和氨基酸转运体mRNA的表达水平。AOS改善了低出生重断奶仔猪空肠的消化和吸收能力，从而提高了低出生重断奶仔猪的ADG和生长性能。2、AOS显著增加了低出生体重仔猪结肠中的杯状细胞丰度，显著提高了杯状细胞相关细胞因子的mRNA表达水平；AOS处理导致促炎细胞因子的显着减少，包括血清和结肠中的TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-17A。AOS显著增强了结肠黏膜免疫。3、AOS处理改变了断奶仔猪肠道微生物β多样性，显著增加了断奶仔猪结肠中乳酸菌、NK3A214_group杆菌、Anaorofustis、肠球菌和消化球菌的相对丰度，增加了乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、戊酸盐、和总短链脂肪酸的丰度，以及产生短链脂肪酸的细菌，LA仔猪中富集的细菌与SCFA浓度呈正相关，与血清和结肠中的促炎因子(TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-17A)呈负相关。4、AOS显著抑制了LBW仔猪的血清ALT、AST和LDH活性增加，降低了LBW仔猪血清和肝脏中的TG和TC以及NEFA、葡萄糖、胰岛素和HOMA-IR，AOS改善了肝脏代谢紊乱；AOS显著降低了LBW仔猪参与FFA摄取和脂肪酸合成基因的mRNA水平，说明AOS通过减少从头脂肪生成而不是增强β氧化来减弱肝脏脂质积累。5、肝脏代谢组发现，8种色氨酸代谢物，在肝脏中被AOS显著上调，肝脏色氨酸代谢物与肝脏TC呈相正关，与肝TG和血清TC、TG、NEFA、葡萄糖、胰岛素和HOMA-IR呈显著负相关；AOS 处理增加了 AhR、核因子红细胞 2 相关因子 2 （Nrf2） mRNA 水平，并降低了 TLR4  的 mRNA 水平，AOS降低了肝脏和血清中MDA和H2O2的水平，以及炎性细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-17A、IL-6 和 IL-22 ）的 mRNA 水平，同时增加了 CAT 和 T-SOD 的水平。肝脏色氨酸代谢物与CAT、T-SOD和Nrf2信号传导等抗氧化系统呈正相关，与LDH、MDA、H2O2和促炎细胞因子的mRNA水平呈负相关。

结论：AOS显著改善了低出生体重仔猪的生长性能和健康状况，显著改善了结肠粘膜免疫和肝脏代谢功能障碍，促进了结肠中的乳酸杆菌和短链脂肪酸，以及肝脏中的色氨酸代谢物。AOS可作为治疗LBW模型的潜在药物。

硕士生曹雅雄对文献《Dietary selection of metabolically distinct microorganisms drives hydrogen metabolism in ruminants》进行了汇报。

反刍动物对全球粮食安全至关重要，但它们排放温室气体甲烷。瘤胃微生物分解复杂的碳水化合物，产生挥发性脂肪酸和分子氢，这些氢主要被古细菌转化为甲烷，但也可以被氢营养型产乙酸菌和呼吸性细菌利用来产生有用的代谢物。因此，了解氢营养细菌如何与产甲烷菌竞争瘤胃H2是很重要的，因为这可能有助于反刍动物的代谢策略，以减少CH4的产生来提高能量收集。膳食碳水化合物的组成驱动微生物的组成和功能，包括H2代谢和甲烷生成。饲粮质量是否会改变养殖反刍动物产氢的命运，从而影响其产氢与产甲烷的比例以及能量收集效率，目前尚不清楚。

本研究通过16S扩增子及宏基因组测序，分析了24头适应富含纤维（n=12）和富含淀粉（n=12）饮食的肉牛的瘤胃微生物群的组成、代谢途径和活动。并结合两个瘤胃体外试验，体外试验1为富纤维饲粮和富淀粉饲粮作为培养底物，以饲喂相应饲粮的瘤胃液接种物进行培养；体外试验2使用稻草作为底物，接种来自饲喂富含纤维或淀粉饲料的动物的瘤胃液。

研究结果表明：1、不同的碳水化合物饲喂反刍动物的通过不同的H2代谢改变了瘤胃微生物组的组成和功能，这与瘤胃产甲烷和VFA的产生密切相关。2、富含纤维的饲粮富含纤维分解细菌，提高了纤维利用，提高了乙酸和H2的产量，增强的乙酸产量可能部分是由于氢营养产乙酸作用，同时增加了产甲烷菌的丰度，增加了CH4的产量。3、富含淀粉的饲粮富含淀粉溶解细菌，高淀粉摄入量增加了发酵，同时降低了产甲烷菌的丰度，并导致瘤胃H2浓度增加，同时伴随着更多的氢营养呼吸中的氢化酶。这些对氢代谢和甲烷生成的深入了解提高了对反刍动物能量收集策略、健康瘤胃维持和甲烷缓解的理解。

硕士生谭鼎对文献《Fasting-mimicking diet remodels gut microbiota and suppresses colorectal cancer progression》进行了汇报。

结直肠癌(CRC)是一种常见的消化系统恶性肿瘤。生活方式，特别是饮食模式与CRC的发生和进展高度相关。肿瘤细胞的快速生长需要更多的能量和营养，热量限制或禁食能减少营养物质可有效地调节其增殖。此外，肠道菌群对饮食变化反应迅速。禁食可以影响肠道微生物群的组成和功能，增强其与宿主的有益相互作用，以提高免疫力。然而，禁食在临床上患者难以接受。最近，一种以植物为基础、热量限制的模拟禁食饮食(FMD)，能刺激类似于禁食的生理反应，因此，患者更容易坚持。已有的研究表明，FMD能重塑癌症的免疫反应，增强抗肿瘤能力。然而，对FMD引发的抗癌免疫反应及其与免疫治疗在结直肠癌治疗中的作用的全面认识尚不清楚。

因此，作者设计了一种FMD饮食（1个周期为7天：第1天，正常能量的50%；2-4天，正常能量的90%；5-7天，基础日粮）。作者首先建立对照试验，对照组小鼠饲喂28天的基础日粮，FMD组采取4个周期的FMD饮食，同时在试验开始注射M38细胞建立CRC模型。为了进一步验证乳杆菌是否在抑制CRC进展中起作用的试验，所有的小鼠进行7天的抗生素干预后每天灌胃相应的细菌对照组灌胃非致病的大肠杆菌，同样约氏乳杆菌和鼠乳杆菌联合组灌胃混合菌液，约氏乳杆菌组和鼠乳杆菌分别灌胃对应菌，并在灌胃菌液第7天注射肿瘤细胞。同时比较单独灌胃约氏乳杆菌和单独处理FMD对CRC模型的影响，

结果表明：1、FMD可以有效抑制肿瘤细胞增殖；FMD在肿瘤组织和外周血单个核细胞中触发保护性免疫细胞反应；FMD增加了作为参与T细胞调节的保护性微生物菌株乳酸菌属，特别是鼠乳杆菌和约氏乳杆菌，并且发现鼠乳杆菌和约氏乳杆菌与肿瘤重量呈显著负相关。2、约氏乳杆菌抑制结直肠肿瘤发生，而鼠乳杆菌不能。3、结果表明：约氏乳杆菌和FMD饮食具有相似的抗癌作用，都能抑制结直肠肿瘤发生。4、FMD协同PD-1阻断可增强抗肿瘤反应。综上所述，FMD通过对肠道菌群和免疫系统的影响，在小鼠模型中有效抑制CRC的进展。

硕士生唐一骏对文献《Strain-level characterization of broad host range mobile genetic elements transferring antibiotic resistance from the human microbiome》进行了汇报。

人体内的微生物群落主要包括厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门，它们在调控免疫、维持生存和抵抗病原体方面起重要作用。抗生素治疗虽然能消除病原体，但也会清除对抗生素敏感的共生菌，导致微生物群落的改变；然而，具有抗生素抗性的共生菌不会被清除。抗生素的使用可能导致共生菌中抗性基因的积累，这些基因可以通过水平基因转移或噬菌体转导转移到其他物种，包括致病菌。抗生素抗性传播：MGEs携带抗生素抗性基因，通过HGT事件在肠道共生菌和病原菌之间传播抗性基因。

本研究通过在菌株水平分析了抗性基因相关的MGE的宿主范围以及所携带的抗性基因类型，并通过实验相结合的方式去验证结果的可靠性。

研究结果表明：1、移动遗传元件在共生体和病原体之间广泛共享。2、预计特定的移动遗传元件已在门之间转移。3、广泛的宿主范围移动遗传元件可在体外动员。4、抗病毒系统家族具有异质分布。本研究对肠道微生物组中所携带的移动遗传元件的多样性和宿主范围进行了展示，揭示了广泛宿主MGE保留了在不同的共生体和病原体物种之间进行传播的能力。携带抗性基因相关的MGE不仅仅存在消化道中，在动物以及环境中仍有分布，因此在控制抗性基因对人类的影响时，对MGE的了解与限制也同样重要。

硕士生樊秋月对文献《Limosilactobacillus reuteri SLZX19-12 Protects the Colon from Infection by Enhancing Stability of the Gut Microbiota and Barrier Integrity and Reducing Inflammation》进行了汇报。

肠道是动物的第一道保护屏障。肠道屏障通透性的改变可导致多种抗原进入体循环，从而诱导全身炎症和肠外器官的损伤。肠道屏障的损伤会导致乳糜泻、炎症性肠病和肠易激综合征。此外，许多自身免疫性疾病的发展，如糖尿病、高血压和关节炎，都与肠屏障功能受损有关。因此，保护肠黏膜免受损伤是疾病防治过程中的关键步骤。而肠道共生益生菌对维持宿主的肠道健康具有重要作用。一些常见的致病性较强的食源性细菌，如鼠伤寒沙门菌，可引起急性感染和败血症，导致动物死亡。在人、猪、小鼠和其他哺乳动物中，乳酸杆菌可以分泌抗菌物质，调节免疫防御功能和肠道微生物群，从而预防感染性疾病。罗伊氏乳酸杆菌( Limosilactobacillus reuteri )，原名罗伊氏乳酸杆菌，是一种性能优良的乳酸杆菌，具有抑制炎症、增强肠道屏障功能、维持肠道再生、修复受损肠黏膜等作用。在作者最近的一项研究中表明，藏猪中罗伊氏乳酸杆菌的丰度较高，对恶劣的环境具有较高的抵抗力，包括寒冷的温度、低氧水平和高浓度的紫外线。藏猪可以通过采食杂草在野外生存，容易接触病原微生物。然而，在这种环境下，藏猪很少获得传染性疾病。考虑到藏猪的抗病力和生活习惯，作者推测该菌株罗伊氏乳杆菌能够增强肠道屏障，维持肠道健康，作者对此进行了探究。

本研究通过在西藏仔猪粪便中分离罗伊氏乳酸杆菌菌株SLZX19 - 12，并对小鼠进行灌服试验，检验结肠屏障蛋白的表达量，证明是否有益生作用，作者为了进一步探究罗伊氏乳酸杆菌SLZX19 - 12对食源性致病菌的影响，作者选择了强致病性鼠伤寒沙门氏菌SL1344对小鼠进行攻毒。实验分为三组，对照组整个试验期都灌服生理盐水，在前14天，攻毒组和罗伊氏乳酸杆菌组分别灌服生理盐水和罗伊氏乳酸杆菌，随后对这两组进行攻毒7天，并对屏障蛋白相关基因和炎症因子表达量进行检测，同时对结肠食糜菌群进行16S rRNA基因测序，分析菌群的多样性。

实验结果表明：1、罗伊氏乳酸杆菌SLZX19 - 12提高了结肠屏障蛋白的基因表达水平。2、感染试验表明，罗伊氏乳酸杆菌SLZX19 - 12具有较好的抗鼠伤寒沙门菌SL1344侵袭结肠的能力，并能抵抗S100A8 / S100A9 - NF - kB通路诱导的炎症和潜在的细胞凋亡，其中肠道菌群稳定性的增强可能是其主要机制之一。