益生菌Cetobacterium somerae(CGMCC No.28843)促进幼草鱼肠道消化吸收与结构完整性的机制研究

本研究针对鱼类肠道健康调控难题，通过补充梯度浓度Cetobacterium somerae(CGMCC No.28843)，系统揭示了该益生菌通过增强抗氧化能力、协调调控RhoA/ROCK/Sirt1/PI3K/AKT通路，显著提升幼草鱼(Ctenopharyngodon idella)生长性能(增重率提高32.2%)、消化酶活性(胰蛋白酶提升116%)及肠道紧密连接蛋白表达(ZO-1上调2.1倍)，首次确定其最适添加量为1.27-1.35×109 cells/kg，为水产益生菌开发提供理论依据。

　　

在集约化水产养殖中，肠道健康是决定鱼类生长效率的关键因素。然而，饲料添加剂滥用、水质恶化等问题常导致鱼类肠道屏障功能受损，表现为消化吸收障碍和病原易感性增加。虽然益生菌被公认为改善肠道健康的有效手段，但特定菌株Cetobacterium somerae的作用机制尚不明确，其最佳添加剂量也缺乏系统研究。

四川农业大学动物营养研究所的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表的研究，通过为期10周的饲养实验，采用2160尾初始体重11.30±0.01 g的幼草鱼，设置6个C. somerae添加梯度(0-3.40×10⁹ cells/kg)，综合运用生长性能分析、透射电镜观察TJ超微结构、实时荧光定量PCR检测基因表达、Western blot分析蛋白水平等技术，系统评估了该益生菌对鱼类肠道的多重效益。

主要技术方法包括：1)建立梯度浓度饲喂模型；2)肠道形态学HE染色和透射电镜观察；3)血清二胺氧化酶(DAO)和脂多糖(LPS)检测肠道通透性；4)短链脂肪酸气相色谱分析；5)抗氧化指标(SOD、CAT等)酶活性检测；6)免疫荧光和Western blot定量TJ/AJ相关蛋白表达。

生长性能与营养保留
饲喂1.35×10⁹ cells/kg C. somerae使增重率(WGR)显著提高32.2%(P<0.05)，饲料系数(FCR)降低6.7%。全鱼粗蛋白和粗脂肪含量分别增加5.2%和19.5%，蛋白质保留率(PRV)提升25.6%。肠道发育指标显示，肠长指数(ILI)和肠体指数(ISI)最高提升11.9%和22.7%，肠绒毛高度增加46.8%，证实该菌显著促进营养吸收。

消化吸收功能增强
该处理组胰蛋白酶、糜蛋白酶和脂肪酶活性分别达到3,340 U/mg prot、59.7 U/g tissue和1,218 U/g tissue，较对照组提升116%、303%和88.7%。刷状缘酶碱性磷酸酶(AKP)和γ-谷氨酰转移酶(γ-GT)活性提升176%和149%，与醋酸浓度(关键代谢物)增加83.5%显著相关(P<0.05)，表明菌株通过促进SCFAs生成增强消化能力。

肠道屏障完整性
透射电镜显示1.35×10⁹ cells/kg组TJ结构致密，细胞间隙缩小。血清DAO活性和LPS水平分别降低41.2%和38.5%(P<0.05)。免疫荧光证实ZO-1和Occludin蛋白表达量提升2.1倍和1.8倍，同时下调孔道型claudin-15b表达59.3%，而屏障型claudin-b/c表达增加2.3-2.7倍(P<0.05)。

分子机制解析
该菌通过三重机制维护屏障功能：1)抑制RhoA/ROCK通路，使ROCK1蛋白表达降低63.4%；2)激活Sirt1(蛋白水平提升85.7%)，增强组蛋白去乙酰化；3)通过醋酸激活PI3K/AKT通路，p-AKT/AKT比值提高2.2倍。同步提升超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性121%和100%，降低活性氧(ROS)69.7%，形成抗氧化防御网络。

研究首次确定C. somerae最适添加量为1.27-1.35×10⁹ cells/kg，其通过"SCFAs-信号通路-抗氧化"协同作用，创新性地提出益生菌调控鱼类肠道屏障的分子靶点群。该成果不仅为水产益生菌精准应用提供剂量标准，更为开发替代抗生素的生态饲料添加剂奠定理论基础，对推动绿色养殖发展具有重要实践价值。