挥发性脂肪酸调控奶山羊后肠稳态的多层次机制：从微生物代谢到上皮炎症及屏障功能的关联研究

本研究通过口服乙酸钠（SA）、丙酸钠（SP）和丁酸钠（SB）干预奶山羊，系统揭示了挥发性脂肪酸（VFAs）对后肠微生物代谢、上皮屏障功能及免疫稳态的调控作用。结果表明，VFAs通过重塑后肠菌群（如Christensenellaceae R-7 group和Bacteroides）、调节代谢通路（嘌呤/色氨酸代谢）及增强紧密连接蛋白（Claudin1/ZO-1）表达，显著改善肠道健康，为反刍动物营养干预提供了新策略。

　　

引言

反刍动物后肠作为淀粉发酵和能量供应的关键部位，其健康状态直接影响生产性能。挥发性脂肪酸（VFAs）主要由瘤胃微生物发酵产生，但对其在后肠中的作用机制研究较少。本研究以奶山羊为模型，通过口服乙酸钠（SA）、丙酸钠（SP）和丁酸钠（SB），探究VFAs对后肠菌群结构、代谢功能及上皮稳态的调控机制。

材料与方法

24头关中奶山羊随机分为四组（n=6），分别接受SA（0.8 g/kg BW）、SP（0.8 g/kg BW）、SB（0.5 g/kg BW）或生理盐水（CON）干预12天。采集血清、盲肠内容物及结肠上皮组织，通过16S rRNA测序、LC-MS代谢组学和转录组学分析，结合ELISA检测炎症因子（IL-10/TNF-α）和紧密连接蛋白（ZO-1/Occludin）表达。

结果

VFAs浓度与肠道重量
SA显著提高盲肠内容物中总VFAs和乙酸盐浓度（P<0.05），SB增加丁酸盐水平（P=0.024）。SA和SB组盲肠重量显著高于CON（P<0.001），提示VFAs促进后肠发育。

菌群结构与代谢重塑
SA降低菌群α多样性（Chao1指数，P=0.016），但富集Christensenellaceae R-7 group和Bacteroides等有益菌。代谢组学显示VFAs调控嘌呤代谢（AMP/GMP）、色氨酸代谢（5-羟基吲哚乙酸）和花生四烯酸代谢（5,6-DHET）。SB显著上调抗氧化代谢物（3,4-二羟基扁桃酸）。

免疫与屏障功能
SA和SP提升抗炎因子IL-10浓度（P<0.001），SB降低血清丙二醛（MDA，P=0.042），表明缓解氧化应激。紧密连接蛋白分析显示，SB增加结肠Claudin1（P=0.01），SA提高ZO-1表达（P=0.034）。

转录组调控网络
SA和SP激活钙信号通路和肌肉发育相关基因（如MYOM2），而SB富集IL-17和TNF信号通路，凸显其免疫调节特性。

讨论

VFAs通过菌群-代谢-上皮轴多维度调控后肠稳态：

1. 菌群驱动代谢转化：Christensenellaceae R-7 group等菌株与VFAs协同促进短链脂肪酸生成；
2. 代谢物功能：色氨酸衍生物（如犬尿氨酸酸）通过AhR通路抑制炎症；
3. 上皮屏障强化：丁酸盐通过抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC3）增强紧密连接。

结论

VFAs通过重塑后肠微生态、优化代谢流和增强屏障功能，为反刍动物肠道健康管理提供靶向干预策略。未来可探索VFAs组合应用对生产性能的提升潜力。