Microbiome:营养不良扰乱系统性瘤胃菌群与机体的互作导致怀孕绵羊瘤胃紊乱
消化道微生物团队近期在《Microbiome》期刊上发表了一篇题为“Disruption of ruminal homeostasis by malnutrition involved in systemic ruminal microbiota-host interactions in a pregnant sheep model”的研究论文,薛艳锋、林丽梅和胡帆为共同第一作者,毛胜勇教授为通讯作者。
该成果揭示了营养不良可改变瘤胃微生物功能组,从而降低其能量储留,该条件下,瘤胃上皮会进行代偿补给,促进葡萄糖和脂肪酸分解代谢,提高能量供应,但最终由于代偿不及,瘤胃上皮细胞的增殖被抑制,瘤胃上皮乳头缩小,营养物质的吸收受阻。
瘤胃微生物群和上皮对营养不良及其相互干扰的综合反应
在反刍动物集约化养殖中,由于经济状况、饲料供应的季节性波动或人为因素,都会导致动物发生营养不良,即使在饲料供应充足稳定的情况下,特定生理时期营养需求和摄入量的变化也会导致营养状况相对失衡。毛胜勇教授团队以妊娠母羊为模型,采用限饲手段构建营养不良状态,通过联合表型组学、高通量测序和验证试验等研究发现:
1)限饲降低了瘤胃挥发性脂肪酸和微生物蛋白的水平,抑制了瘤胃上皮乳头的长度,宽度和表面积;
2)限饲降低了参与糖酵解和丙酸生成的微生物丰度,下调了涉及氨基酸代谢、乙酸生成和丙酸生成(琥珀酸途径)的功能组基因,上调产甲烷途径和丙烯酸途径(丙酸合成的低能量途径)有关的基因;
3)能量供给和蛋白质前体物的不足降低了瘤胃上皮细胞外基质受体的相互作用,限制JAK3-STAT2信号通路的激活,从而抑制了瘤胃上皮细胞增殖。