普雷沃菌通过调控肠道菌群与花生四烯酸-AHR-NRF2通路缓解断奶仔猪腹泻的机制研究

《Journal of Animal Science and Biotechnology》：Prevotella copri alleviates diarrhea in weaning piglets through gut microbiota modulation and arachidonic acid–AHR–NRF2 pathway activation

本研究针对断奶仔猪腹泻这一养殖业关键问题，通过口服普雷沃菌（Prevotella copri），系统阐明了其通过重塑肠道微生物生态网络、富集花生四烯酸代谢通路，并激活AHR-Nrf2信号轴以增强肠道屏障功能、抑制炎症反应的分子机制。该研究为微生物干预婴幼儿及牲畜肠道疾病提供了新的理论依据和潜在靶点。

　　

腹泻是幼龄动物和人类婴幼儿面临的重大健康挑战，尤其在畜牧业中，断奶应激常导致仔猪严重腹泻，造成经济损失并加剧抗生素滥用问题。肠道菌群紊乱被认为是腹泻发生的关键因素，而普雷沃菌（Prevotella）作为健康猪肠道中的优势共生菌，在断奶后丰度显著上升，但其在腹泻中的具体作用机制尚不明确。为此，Lan等人发表在《Journal of Animal Science and Biotechnology》的研究，通过多组学整合分析与体外实验，揭示了Prevotella copri（P. copri）通过调控微生物网络和代谢通路缓解腹泻的新机制。

研究采用冷应激（19°C）与不洁环境模拟断奶腹泻模型，将40头21日龄仔猪分为对照组（CON）和P. copri灌胃组（Pc），后者在实验第1、3、5天口服1×10⁸ CFU的P. copri。28天后，通过肠道形态学、血清生化指标、16S rRNA测序、代谢组学及细胞实验系统评估其效果。关键技术包括：微生物生态网络分析（MENs）、非靶向代谢组学（UPLC-Q-TOF/MS）、肠道病原体抑制实验、Caco-2细胞炎症模型及流式细胞术检测凋亡。

研究结果

口服P. copri缓解应激性腹泻并改善肠道健康

在冷应激与不洁环境诱导下，P. copri干预使腹泻率从33.45%显著降至19.73%，并提升空肠和回肠的绒毛长度与绒毛隐窝比（VCR），降低血清脂多糖（LPS）和肠型脂肪酸结合蛋白（I-FABP）水平，同时增强总抗氧化能力（T-AOC）和过氧化氢酶（CAT）活性。结肠黏膜中促炎因子IFN-γ和IL-8的mRNA表达下调，表明P. copri有效减轻肠道炎症与氧化损伤。

P. copri重塑结肠微生物组成与功能

16S rRNA测序显示，P. copri灌胃显著提高结肠中普雷沃菌属、拟杆菌属等有益菌的丰度。微生物网络分析表明，Pc组网络模块性增强，枢纽节点分布更分散，随机移除节点后网络稳定性高于CON组，提示P. copri提升了微生物群落的生态韧性。功能预测分析发现，Pc组富集了能量代谢、次级代谢产物合成等通路。

P. copri代谢产物具有抗菌与抗炎活性

非靶向代谢组学分析发现，P. copri培养上清中抗生素生物合成通路显著富集。其代谢产物可抑制产肠毒素大肠杆菌（ETEC）、沙门氏菌等病原体生长，并破坏ETEC细胞膜完整性。结肠内容物代谢组进一步显示，Pc组花生四烯酸（ARA）含量上升，且ARA代谢通路为最显著富集通路。相关性分析表明，ARA与腹泻率呈负相关。

P. copri与ARA通过AHR-Nrf2通路缓解炎症

在TNF-α诱导的Caco-2细胞炎症模型中，P. copri代谢产物与外源ARA均能上调紧密连接蛋白（TJP1、OCLN等）表达，抑制凋亡与促炎因子释放。机制上，二者激活芳香烃受体（AHR）及其下游基因（CYP1A1、NFE2L2等），促进抗氧化基因HO-1和NQO1表达，从而增强上皮屏障功能。

结论与意义

本研究首次揭示P. copri通过“微生物-代谢物-宿主”轴缓解断奶仔猪腹泻的双重机制：一方面通过增强微生物网络稳定性与抗菌代谢物分泌抑制病原体；另一方面通过富集ARA并激活AHR-Nrf2信号通路，协同改善肠道屏障与抗氧化能力。该研究不仅为普雷沃菌的益生功能提供理论支撑，也为靶向肠道菌群干预幼龄动物及人类腹泻提供了新策略。