发酵乳酸杆菌调控新生仔猪肠道黏膜屏障功能的机理研究

我国仔猪断奶前死亡率高达20-40%，新生仔猪肠黏膜屏障功能不完善是重要原因。研究表明，乳酸杆菌对断奶仔猪肠道功能有重要调节作用，但有关新生仔猪的工作很少。申请者从健康断奶仔猪胃肠道中选育出抗逆性和益生特性强的乳酸杆菌I5007，该菌株具有很强的黏附力和体外清除活性氧的能力。本研究以新生仔猪为动物模型，首先用GFP标记该乳酸杆菌，研究其在体内的黏附与演替规律，并假设其黏附于新生仔猪肠黏膜上皮，通过产生NO，调节肠上皮细胞的迁移、增殖与凋亡，改善肠道微血管发育，增强肠道抗氧化功能及黏膜免疫屏障功能，从而改善新生仔猪的生长，减少疾病的发生。拟采用5-BrdU、dUTP缺口标记、免疫组化、western杂交和ELISA等技术，揭示发酵乳酸杆菌I5007调控新生仔猪肠黏膜屏障的机制，对微生态理论的深入发展，改善新生仔猪肠道发育、减少断奶前死亡率、提高我国养猪业的整体水平都有重要的理论和实践意义。

新生仔猪肠道功能不完善是影响仔猪断奶前死亡率的重要影响因素。本项目研究了发酵乳酸杆菌I5007在新生仔猪肠道的代谢规律、对肠道微生物菌群形成的调节、对肠道免疫屏障功能的调节、在肠道的抗氧化机制、抗氧化酶在发酵乳酸杆菌中的表达及其在缓减肠道氧化应激中的信号传导通路、发酵乳酸杆菌全基因组分析及其功能验证以及发酵乳酸杆菌的工艺研究。研究发现发酵乳酸杆菌I5007可以改善新生仔猪肠道菌群形成及代谢，并调控肠道免疫耐受以及肠道粘膜屏障功能，改善机体的抗氧化防御系统，缓解氧化应激造成的氧化损伤，表明发酵乳酸杆菌对新生仔猪肠道功能及肠道健康具有重要的调控作用。本项目还发现发酵乳酸杆菌I5007基因组上存在与耐酸、耐胆盐、抗氧化应激以及黏附肠上皮细胞相关的基因，以及两个胞外多糖（EPS）合成基因簇，这对破译乳酸菌的作用机制提供了新的视角和清晰的遗传背景，有利于今后菌种的改良和育种。此外，还改良了发酵和喷雾干燥工艺，为发酵乳酸杆菌的商业应用提供保障。