近日,在《Microbiome》发表论文“Ileal microbial microbiome and its secondary bile acids modulate susceptibility to nonalcoholic steatohepatitis in dairy goats),这篇文章研究了在高浓缩饲料(HCD)喂养下,奶山羊对非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的个体易感性差异,并探讨了肠道微生物组及其代谢产物在其中的作用。
长期喂养高浓缩饲料(HCD)在反刍动物中是常见的,但这也可能导致一系列健康问题,包括NASH。该研究旨在评估HCD喂养下奶山羊对NASH的个体化易感性,并探索肠道微生物组及其代谢产物如何影响肝脏代谢和免疫反应,揭示NASH在奶山羊中不同发病机制的关键机制。研究比较了NASH易感和抗性山羊的回肠微生物组和代谢组、肝脏和血清代谢组以及肝脏单核细胞转录组。发现在NASH山羊中,血清中的丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)水平显著升高,肝脏出现明显的纤维化、炎症细胞积累和脂滴积累。而在NASH耐受(NASH-T)山羊中,肝脏、血清和回肠内容物中的次级胆汁酸(BAs)如熊去氧胆酸(UDCA)、异去氧胆酸(isoDCA)和异石胆酸(isoLCA)含量增加,这与产生次级BAs的肠道细菌(如梭菌、双歧杆菌和乳酸菌)和关键微生物基因编码的酶有关。通过代谢组分析,揭示了NASH和NASH-T山羊在肝脏、血清和回肠内容物中的BAs代谢物的差异。NASH山羊中富含花生四烯酸代谢物,而对照组和NASH-T山羊中则聚集了更多的BAs衍生物和次级BAs代谢物。研究发现,NASH山羊的回肠微生物组与NASH-T山羊存在显著差异,NASH-T山羊中某些细菌类群如梭菌属、双歧杆菌属和乳酸菌属的丰度更高,这些细菌参与了次级BAs的生产。在NASH山羊中,TH17细胞比例增加,而Treg细胞比例减少,这可能与肠道微生物组的变化有关。而在NASH-T山羊中,TH17细胞比例降低,Treg细胞比例增加,这可能有助于维持免疫耐受,减少NASH的发展。结论:研究表明,回肠微生物组及其次级BAs在奶山羊对NASH的耐受性和易感性中起着重要作用,通过影响肝脏中Treg和TH17细胞的比例。细菌源性的UDCA、isoDCA和isoLCA能够缓解NASH,可能成为调节和改善反刍动物肝脏健康的新型后生元。
通讯作者
武圣儒,男,1992年9月生,四川攀枝花人,博士,副教授,硕士生导师。西北农林科技大学创新实验学院2010级创新实验班学生,2018年博士毕业于西北农林科技大学(导师姚军虎教授及杨小军教授),2021年于西北农林科技大学食品学院(2018-2021年,导师刘学波教授)及瑞典卡罗琳斯卡医学院(2019-2021年,导师Juan Du,瑞典卡罗琳斯卡奖学金资助全职博士后)完成博士后研究。以“奶畜碳水化合物高效利用”为核心目标,从饲粮、微生物、宿主三个层次探究提高奶畜饲料效率转化效率和保障机体健康的一体化营养调控策略。研究聚焦核心目标,未来将从“微生物调控奶畜高效泌乳及胃肠-肝-乳腺轴健康的机制”及“宿主调控高效泌乳相关瘤胃微生物定植的关键基因及表观遗传机制鉴定”两方面开展研究。(资料来源于西北农林科技大学官网)
姚军虎,博士,二级教授,博士生导师,国务院第七、八届畜牧学科评议组成员,中国畜牧兽医学会动物营养学分会副会长,中国动物营养指导委员会委员,第四届全国畜牧学科高峰论坛秘书长,陕西省饲料饲草产业体系首席科学家,西北农林科技大学动物营养与饲料学科学术带头人,宝钢优秀教师。主持“十三五”国家重点研发计划项目(1项),国家自然科学基金(5项,已结题4项)、科技部国际科技合作与交流专项(1项)、陕西省科技创新工程等35项课题。以奶畜能量高效利用的营养调控原理为主要科学问题,围绕瘤胃健康与高效发酵、小肠淀粉消化调控、肝脏能量利用、乳腺生物学等开展系统研究,系统揭示了奶畜碳水化合物代谢机理,建立了碳水化合物平衡指数体系(CBI)和能量高效利用一体化调控技术。获陕西省科技进步一等奖1项(第一完成人)、其他省部科技成果奖4项,授权国家发明专利6件。筹划建成了国际领先水平的智能环控消化代谢实验中心,并策划设立了陕西省饲料产业特色产业链等重大课题。主编《家畜饲养学》、副主编《动物营养学》国家“十三五”规划教材等。负责并主讲的《动物营养学》先后建成国家一流课程,国家级精品视频公开课、省级精品课程、省级在线开放课程,建成省级教学团队。已培养毕业硕士生86名、博士生31人。(资料来源于西北农林科技大学官网)
Leluo Guan,先后在武汉大学获得生物学学士学位,以及在日本京都大学获得药学硕士和博士学位。研究领域专注于宿主-微生物组相互作用和食品生产动物(主要是牛)的功能基因组学。包括阐明宿主与微生物组相互作用的分子机制、肠道微生物生态与饲料效率及甲烷排放的关系,以及牛的转录组、蛋白质组和非编码RNA在经济性状中的作用。他的核心能力涵盖了微生物组学、元基因组学、元转录组学、微生物生态学、转录组学、蛋白质组学以及非编码RNA研究,对牛的生理学和代谢学也有深入理解,致力于通过科学研究推动畜牧业的可持续发展和环境保护。