丁酸补充与断奶对荷斯坦犊牛后肠基因表达、屏障功能及免疫调控的影响研究

本研究针对犊牛饲养中后肠健康的关键问题，探讨了开食料摄入、断奶及丁酸补充对后肠上皮细胞增殖、屏障完整性和免疫反应的影响。研究人员通过分组实验设计，分析了不同处理下IL17A、TLR4和TLR10等免疫基因的表达变化。结果显示，开食料和断奶显著降低了这些基因的表达，而丁酸补充未显著影响屏障功能与细胞增殖。该研究为改善犊牛肠道健康提供了理论依据，对畜牧生产具有重要指导意义。

　　

在畜牧业中，犊牛的早期生长发育与肠道健康密切相关，而后肠作为消化和免疫的重要部位，其功能状态直接影响犊牛的整体健康和生产性能。目前，犊牛饲养管理中常面临断奶应激、肠道屏障功能受损以及免疫系统发育不完善等问题，这些问题可能导致生长迟缓、腹泻甚至死亡。尽管已有研究关注犊牛前胃发育，但对后肠健康的系统研究仍相对缺乏。特别是在开食料引入、断奶过程以及功能性添加剂（如丁酸）使用的影响方面，尚需深入探讨其分子机制和实际效果。

为了系统评估这些因素对犊牛后肠的影响，Sierra G. Sayles、Alison E. Mark、Becs L. Hiltz、Dana E. McCurdy、Steven C. Moreland、Keith D. Klanderman和Anne H. Laarman团队开展了一项深入研究，其结果发表在《Canadian Journal of Animal Science》上。该研究通过对照实验设计，分析了开食料摄入、断奶操作以及丁酸补充对后肠上皮细胞增殖、屏障完整性和免疫反应基因表达的影响，旨在为优化犊牛饲养策略提供科学依据。

研究采用了分组动物实验、基因表达分析和组织采样等关键技术方法。36头荷斯坦公牛犊（年龄10.7±4.1天）被分为预断奶组（PRE-M和PRE-S）和断奶后组（POST-S和POST-B），其中PRE-M仅饲喂代乳品，PRE-S饲喂代乳品、干草和开食料，POST-S和POST-B在断奶期间饲喂类似饮食，但POST-B的开食料中添加了1% wt/wt的丁酸。所有犊牛在指定时间点（6周或9周）被安乐死，并采集盲肠、近端结肠和远端结肠组织样本，通过实时荧光定量PCR（qPCR）等技术检测基因表达。

Effects of calf starter, weaning, and butyrate supplementation on hindgut gene expression

研究结果显示，开食料摄入和断奶过程显著影响了后肠的免疫基因表达。与仅饲喂代乳品的PRE-M组相比，所有其他处理组（PRE-S、POST-S和POST-B）在盲肠、近端结肠和远端结肠中均显示出IL17A（白细胞介素17A）、TLR4（Toll样受体4）和TLR10（Toll样受体10）基因表达的降低。这表明开食料引入和断奶可能通过调制免疫反应，减少后肠的炎症信号通路激活。然而，丁酸补充在POST-B组中未引起这些基因的显著变化，提示丁酸可能不是主要 modulator of immune responses in this context.

Impacts on hindgut enterocyte proliferation and barrier integrity

进一步分析表明，开食料摄入、断奶以及丁酸补充对后肠上皮细胞增殖和屏障完整性均无显著影响。通过检测增殖标记物（如Ki-67）和屏障相关基因（如occludin和claudin），研究人员发现各组间在细胞增殖率和紧密连接蛋白表达上无统计学差异。这说明，尽管免疫基因表达发生变化，但这些处理并未直接 alter the structural integrity or cellular turnover in the hindgut epithelium.

Overall conclusions and implications

综上所述，该研究揭示开食料和断奶降低了后肠免疫基因（IL17A、TLR4和TLR10）的表达，可能有助于缓解犊牛断奶期间的炎症反应，但丁酸补充未显示出额外益处。这些发现强调了开食料引入和断奶管理在调制犊牛后肠免疫状态中的重要性，为开发更有效的饲养方案提供了 insights。然而，丁酸的作用可能需要进一步研究，例如在不同剂量或更长补充时间下评估其效果。总体而言，这项研究增进了我们对犊牛肠道健康机制的理解，对提高畜牧业生产效率和动物福利具有积极意义。