【摘 要】
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病原菌、病毒、化学物质、环境因素等都可引起畜禽动物的肠道炎症,严重威胁畜禽的健康,给畜禽养殖业造成巨大经济损失。动物肠炎的具体致病机制尚不清楚,主要引起腹痛、腹泻、血便等。目前主要采用抗生素进行治疗,但抗生素的长期使用和滥用导致耐药性的产生,因此迫切需要寻找新的治疗策略。而近年来益生菌被广泛研究,越来越多的证据表明补充益生菌能够有效缓解肠道炎症,其能够抑制病原微生物的生长、增加上皮紧密连接、改变肠
【基金项目】
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国家重点研发计划专项（2018YFE0127300）； 国家自然科学基金（31972631）； 中央高校基本科研业务费专项资金（JCQY201906）； 江苏省高等院校重点学科项目（PAPD）；
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病原菌、病毒、化学物质、环境因素等都可引起畜禽动物的肠道炎症,严重威胁畜禽的健康,给畜禽养殖业造成巨大经济损失。动物肠炎的具体致病机制尚不清楚,主要引起腹痛、腹泻、血便等。目前主要采用抗生素进行治疗,但抗生素的长期使用和滥用导致耐药性的产生,因此迫切需要寻找新的治疗策略。而近年来益生菌被广泛研究,越来越多的证据表明补充益生菌能够有效缓解肠道炎症,其能够抑制病原微生物的生长、增加上皮紧密连接、改变肠道通透性和分泌抗菌物质等。动物肠上皮中氧气的输送与消耗,能够调节肠道上皮的运输功能,促进肠道的能量代谢,对维持动物肠道的健康起着重要的作用。本课题组前期研究发现罗伊氏乳酸菌D8可调控STAT3信号通路影响肠干细胞的增殖分化。在本研究中,首先采用小鼠模型探究罗伊氏乳杆菌调控氧浓度对肠干细胞的影响,为探究乳酸菌对鼠伤寒沙门氏菌感染的雏鸡的保护作用奠定基础。研究发现罗伊氏乳杆菌能够调节肠道氧浓度,促进肠干细胞的增殖。但罗伊氏乳杆菌对鼠伤寒沙门氏菌感染的雏鸡没有明显的保护作用;而本研究筛选的一株屎肠球菌能够修复损伤的鸡肠黏膜,以减轻鼠伤寒沙门氏菌的感染。本研究主要分为以下两部分:1、乳酸菌调控氧浓度促进肠干细胞增殖的研究实验室之前的研究表明罗伊氏乳酸菌D8能够定植于动物肠黏膜,激活固有层淋巴细胞分泌IL-22,诱导STAT3信号通路促进肠干细胞再生,从而改善肠道炎症。为此本研究采用罗伊氏乳杆菌D8进一步进行实验研究,将C57BL/6小鼠口服灌胃罗伊氏乳杆菌D8。通过免疫荧光显色发现,与空白对照组相比,罗伊氏乳杆菌D8处理显著提高肠道隐窝处PCNA+细胞的平均荧光强度,而用低氧诱导因子抑制剂处理后肠干细胞的增殖现象被抑制。进而通过实时荧光定量PCR检测了 Wnt/β-catenin通路相关基因的表达,如Wnt3、Lgr5、Lrp5、c-Myc、Ki67等基因,发现罗伊氏乳杆菌D8处理极显著地提高了增殖相关基因的表达水平,而抑制剂处理后,罗伊氏乳杆菌D8诱导增殖的作用同样受到抑制。我们进一步检测了低氧诱导因子相关基因及靶基因的表达,如HIF-1α、HIF-1β、HIF-2α、ITF、GLUT1等基因,发现罗伊氏乳杆菌D8处理能够诱导肠道低氧环境,激活这些低氧诱导因子和下游靶基因的表达,增强肠黏膜屏障。以上结果表明,生理状态下,罗伊氏乳杆菌D8能够调控氧浓度促进肠干细胞的增殖。2、乳酸菌调控氧浓度改善鼠伤寒沙门氏菌诱导鸡肠炎机制的研究为探究乳酸菌对鼠伤寒沙门氏菌感染的雏鸡的保护作用,我们将罗伊氏乳杆菌D8和本研究筛选的鸡源乳酸菌分别饲喂雏鸡,探究其对鼠伤寒沙门氏菌的保护试验。1日龄的白羽肉鸡分为16组,分别是空白对照组、鼠伤寒沙门氏菌组、7株乳酸菌组（包括罗伊氏乳杆菌处理组）、7株乳酸菌和鼠伤寒沙门氏菌共同组。研究发现雏鸡感染鼠伤寒沙门氏菌后,肝脏出现明显的白色坏死灶,肠道出血点增多且肠绒毛受损。鼠伤寒沙门氏菌感染的雏鸡体重显著下降,而罗伊氏乳杆菌不能改善感染后雏鸡体重的下降,但筛选的鸡源屎肠球菌YQH2能显著改善鼠伤寒沙门氏菌感染引起的雏鸡体重下降。于是后续试验中进一步研究鸡源屎肠球菌YQH2对雏鸡的保护机制。屎肠球菌YQH2能够缓解鼠伤寒沙门氏菌引起的雏鸡肝脏和肠道损伤,增加绒毛长度和隐窝深度。雏鸡感染鼠伤寒沙门氏菌提高了肠道炎症因子TNF-α的水平,而屎肠球菌YQH2通过降低回肠组织中TNF-α的水平保护肠黏膜。同时通过粪便中鼠伤寒沙门氏菌的定植试验,发现该株屎肠球菌YQH2能够显著减少鼠伤寒沙门氏菌的定植,预防其感染肠道。肠道免疫组化和实时荧光定量PCR结果显示,鼠伤寒沙门氏菌感染后肠道的增殖被抑制,而该株屎肠球菌YQH2能够增加隐窝处PCNA+细胞的比例,提高肠道增殖基因（如Wnt3、β-catenin、Lrp5）的表达量,刺激肠干细胞的增殖以修复损伤的肠上皮。鼠伤寒沙门氏菌感染后,肠道的低氧诱导因子被激活,而此时屎肠球菌YQH2能够显著抑制肠道低氧诱导因子的表达。以上结果表明,炎症状态下,屎肠球菌YQH2能够抑制低氧诱导因子及靶基因的表达,促进肠干细胞的增殖,缓解鼠伤寒沙门氏菌感染引起的肠道炎症。
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