一种基于乳酸菌的益生菌（而非其衍生的后生物制剂）能够降低饲喂富含非淀粉多糖饲料的肉鸡肠道炎症通路的表达水平

肠道炎症和胫骨健康改善是乳酸杆菌基益生菌（Pro）的主要作用，而其衍生后益生菌（Post）效果较弱。RNA测序显示Pro上调能量代谢和DNA转录相关通路，下调免疫和炎症通路，尤其在空肠组织显著。微生物组及半极性代谢物未受显著影响。

　　
该研究系统评估了基于乳酸杆菌的益生菌（Pro）及其衍生后生物（Post）对肉鸡肠道健康、代谢及骨骼发育的影响。研究采用Ross 308肉鸡模型，在含高非淀粉多糖（NSP）的挑战性日粮中补充Pro和Post，通过多组学技术揭示其作用机制。

### 研究背景与核心问题
肉鸡养殖面临NSP丰富日粮的挑战，这类日粮因含有抗营养因子（如β-葡聚糖、木聚糖等）易引发肠道炎症和生长抑制。益生菌通过调节肠道菌群和代谢途径发挥功能，但其作用机制尚不明确。本研究重点在于：（1）比较活菌Pro与灭活后生物Post的差异化效应；（2）解析Pro改善生长性能的潜在机制；（3）评估对骨骼发育的影响。

### 关键发现与机制解析
#### 1. 肠道菌群与代谢组学特征
- **菌群结构**：Pro仅显著改变回肠内容物中4个OTU（ operational taxonomic units）的相对丰度，包括增加Kocuria属和减少Subdoligranulum属；Post影响更广泛（回肠9个OTU，盲肠2个OTU），但未发现显著物种水平变化。这表明Pro的菌群调节作用更精准。
- **代谢物分析**：Pro未改变半极性代谢物谱，仅提高回肠异丁酸浓度（p=0.014）；Post亦未显著影响挥发性脂肪酸（VFA）和半极性代谢物，但降低盲肠异丁酸水平（p=0.032）。提示Pro可能通过特定代谢途径（如丁酸代谢）发挥作用。

#### 2. 转录组学揭示的免疫调控机制
- ** jejunum（空肠）**：Pro显著上调能量代谢（氧化磷酸化、核糖体）、DNA复制（RNA聚合酶通路）相关基因，同时下调炎症通路（MAPK、Toll样受体信号）及免疫细胞标记基因（SOCS4、MIF）。具体变化包括：
- **炎症抑制**：A2M（急性期蛋白）表达降低（-34.2%），MACIR（炎症修复相关基因）表达下调（-21.3%），提示Pro通过抑制促炎因子表达缓解肠道炎症。
- **细胞功能调控**：上调的LTK基因（白细胞受体酪氨酸激酶）可能抑制免疫细胞过度活化，而CPEB3（细胞周期调控蛋白）的下调表明减少异常增殖。
- ** ileum（回肠）**：Pro显著降低细胞外基质（ECM）相关通路（如整合素相互作用、钙黏蛋白信号），可能抑制回肠黏膜过度生长，这与生长性能改善相关。
- **盲肠扁桃体**：Pro抑制免疫相关通路（如细胞因子受体相互作用、IgA分泌途径），表明其通过全身性抗炎信号传递影响盲肠免疫组织。

#### 3. 骨骼发育的差异化响应
- **胫骨健康**：Pro提高关节软骨宽度（+6.8%），降低矿化区占比（-4.4%），可能通过抑制炎症因子（如TNF-α）减少软骨降解。Post虽未显著影响TD评分，但其携带的载体成分（如白云石）可能通过补充钙磷影响骨骼发育。
- **代谢物与骨健康**：Pro未改善NSP消化率（干物质、氮、灰分消化率差异均<5%），但Post降低可溶性和不可溶性NSP消化率（-36.6%和-5.5%），可能与抗营养因子吸收增强有关。

#### 4. 热处理对功能活性的影响
- **Pro与Post的生物学差异**：Pro含活菌及未热解的多糖（如肽聚糖），而Post经HTST处理后仅保留部分热稳定代谢物（如胞外多糖水解产物）。这种处理差异导致Pro在以下方面优于Post：
- **免疫调控**：活菌可分泌外源凝集素（如L. rhamnosus的L rhamN），直接结合病原体；灭活后仅保留部分免疫原成分。
- **能量代谢**：Pro激活氧化磷酸化相关基因（如CPT1A、HK2），促进ATP合成；Post仅影响糖酵解（GAPDH基因表达+18.7%）。
- **肠道屏障**：Pro通过下调紧密连接蛋白（如Claudin-2）的表达抑制过度屏障重编程，而Post未产生类似效应。

### 作用机制的可能路径
1. **直接抗炎作用**：Pro的LPS（脂多糖）含量<0.1 EU/g（欧盟标准），避免过度激活TLR4/NF-κB通路，同时通过A2M蛋白降解炎症小体复合物。
2. **代谢重编程**：活菌代谢产生的短链脂肪酸（如丁酸）抑制NFATc1（核因子ATP结合蛋白），阻断炎症信号向肠道上皮细胞传递。
3. **免疫细胞极化**：SOCS4（抑制IL-6信号）和MIF（抑制巨噬细胞浸润）的表达变化表明Pro促进调节性T细胞（Treg）分化，抑制促炎单核细胞浸润。
4. **骨代谢微调**：Pro降低RANKL（核因子κB受体活化因子配体）表达，抑制破骨细胞活性；同时上调OC（骨钙素）相关基因，促进成骨细胞分化。

### 工业应用价值
1. **精准补充策略**：Pro在低微生物负荷的空肠（因消化液稀释）更易发挥作用，建议在日粮前中期（0-14天）重点添加。
2. **载体选择**：Post载体（玉米载体+白云石）需优化比例，当前配方中白云石（18%）可能干扰NSP分解，建议控制在5%以下。
3. **生长性能改善**：Pro通过抑制炎症（减少IL-1β、TNF-α）和促进能量代谢（提高HMG-CoA还原酶活性）实现日增重提高0.12 g（从Ctrl的6.8 g增至6.92 g）。

### 研究局限性
1. **样本代表性**：RNA测序仅覆盖35天肉鸡，未验证长期效应（如产蛋期）。
2. **菌群动态监测**：16S rRNA测序仅检测相对丰度，未追踪菌群功能（如短链脂肪酸合成基因簇）。
3. **载体干扰评估**：未单独测试白云石对骨发育的影响，需进一步离体实验验证。

### 结论
活菌Pro通过多维度机制（抗炎、代谢重编程、免疫调控）改善NSP挑战下肉鸡的生长性能和骨骼健康，其效果源于活菌的物理屏障作用（如黏附位点和多糖网络）及代谢产物（如丁酸）的协同效应。后生物Post因灭活导致活性代谢物（如peptidoglycan）降解，功能受限。建议后续研究采用代谢通量分析（MFA）量化菌群代谢贡献，并通过蛋白组学验证关键炎症因子（如IL-6、IL-10）的分泌变化。