植物乳杆菌和短乳杆菌缓解产肠毒素大肠杆菌诱导的仔猪肠道炎症及稳定肠道微生物与血清代谢物的机制研究

针对ETEC（产肠毒素大肠杆菌）引发仔猪腹泻及肠道损伤的难题，湖南农业大学团队通过补充益生菌Lactobacillus plantarum和Lactobacillus brevis，发现其能显著提升仔猪日增重、修复肠黏膜形态，并通过调节LBH、RNASE1等基因及PE、PG等代谢物改善肠道菌群平衡。该研究为益生菌防控动物腹泻提供了新靶点和理论依据，发表于《Animal Nutrition》。

　　

仔猪腹泻是养殖业的重大挑战，尤其由产肠毒素大肠杆菌（ETEC）引发的腹泻不仅导致生长迟缓，还会破坏肠道菌群平衡和免疫功能。传统抗生素治疗易引发耐药性，而益生菌因其安全性和调节微生态的特性成为研究热点。然而，不同益生菌株的作用机制及跨组学调控网络尚不明确。湖南农业大学的研究团队通过多组学联用技术，揭示了Lactobacillus plantarum和Lactobacillus brevis缓解ETEC损伤的分子机制，为无抗养殖提供了科学依据。

研究采用24头7.28±0.85 kg的断奶仔猪，分为对照组（CON）、ETEC感染组、LP-ETEC（ETEC+L. plantarum）和LB-ETEC（ETEC+L. brevis）组。通过16S rRNA测序分析肠道菌群，LC-MS检测血清代谢物，RNA-seq解析结肠转录组，结合生长性能和组织形态学评估，系统探究了益生菌的干预效果。

3.1 益生菌缓解ETEC导致的生长抑制
ETEC感染使仔猪日增重降低19.3%（P=0.012），而L. brevis显著恢复增重至接近对照组水平（499.58 vs 481.67 g/d）。两种益生菌将腹泻发生率从66.7%降至27.8%-30.6%（P<0.001），饲料转化率（F:G）改善11.6%-13.2%。

3.2 肠道形态修复
ETEC导致空肠绒毛高度降低30.6%（393.83 vs 567.67 μm），隐窝深度增加33.1%。L. brevis干预后绒毛高度/隐窝深度比恢复至2.32（ETEC组仅1.19），接近对照组水平（2.30），表明益生菌有效促进肠上皮修复。

3.3 血清代谢物调控
代谢组学发现ETEC显著降低磷脂酰乙醇胺（PE）和单酰甘油（MG）水平（P<0.05），而两种益生菌使其提升2.1-2.8倍。胆汁酸代谢通路中，胆酸（cholic acid）和考普罗胆酸（coprocholic acid）在LB-ETEC组恢复至对照组水平。抗氧化剂紫杉紫素（rhodoxanthin）含量在益生菌组增加3.5倍。

3.4 基因表达网络
转录组分析发现L. plantarum通过下调LBH（一种MAPK通路激活因子）和RNASE1（核糖核酸酶1）表达减轻炎症，同时上调P2RX7（嘌呤受体）和B3GALT2（神经保护基因）。L. brevis则调控CD5L（巨噬细胞分泌蛋白）和ST3GAL1（唾液酸转移酶）等免疫相关基因。

3.5 肠道菌群稳态
ETEC使变形菌门（Proteobacteria）丰度增加171%，而L. brevis使其降低65.7%。益生菌显著提升厚壁菌门（Firmicutes）占比，其中瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）丰度恢复至34.3%（ETEC组27.3%）。

讨论与结论
该研究首次阐明两种乳杆菌通过“微生物-代谢物-基因”三轴互作缓解ETEC损伤：①抑制病原菌定植，维持Firmicutes/Bacteroidetes平衡；②上调PE、PG等膜脂代谢物，增强肠屏障；③通过lncRNA（如MSTRG.65063.2）靶向调控LBH、RNASE1等基因。成果为开发靶向益生菌制剂提供了理论支撑，对减少养殖业抗生素使用具有重要实践意义。