弓形虫感染重塑猫肠道菌群与全身代谢的多组学机制研究

本研究采用多组学方法（宏基因组与代谢组学），首次系统揭示弓形虫（T. gondii）感染猫（终宿主）后，通过扰动肠道菌群结构（如双歧杆菌/动物乳杆菌）与功能（维生素/能量代谢下调），协同调控宿主全身脂质代谢、氨基酸通路及一碳代谢（folate-mediated），为干预寄生虫-宿主-微生物互作提供新靶点。

　　

Highlight

实验设计与样本采集

实验方案遵循既往流程（Zhao et al. 2025），新增血清代谢组学以评估全身宿主反应。18只4–5月龄无特定病原体（SPF）猫随机分为三组（每组n=6）：未感染对照组（CON，基线采样）、无性繁殖期组（D3，感染后3天）和有性繁殖期组（D8，感染后8天）。弓形虫PRU株（基因型II，常见于人兽共患感染）通过口服途径接种，剂量为1×10³个包裹/猫。于感染前（CON）及感染后D3、D8采集粪便和血清样本，用于宏基因组和LC-MS/MS代谢组学分析。

Construction of a non-redundant gene catalog

为评估弓形虫感染对猫肠道菌群的影响，对36份猫肠道内容物样本进行宏基因组测序。经质控和宿主序列去除后，共获得291 Gb清洁读数。从头组装产生4,273,788条scaffold序列（平均N50为6687 bp）。基因预测鉴定出5,733,102个非冗余基因，平均长度532.95 bp，N50和N90分别为696 bp和324 bp。

Discussion

既往小鼠研究表明，弓形虫感染可改变肠道菌群与宿主代谢（Meng et al. 2023），但这些互作在终宿主（家猫）中尚未深入探索。本研究首次基于宏基因组测序和非靶向血清代谢组学，全面表征了弓形虫感染对终宿主家猫肠道菌群和全身代谢反应的影响。感染（尤其在有性繁殖期）显著扰乱微生物多样性、组成和功能，如维生素/辅因子代谢基因下调、碳水化合物代谢通路上调。代谢组学显示脂质谱、氨基酸通路和叶酸介导的一碳代谢显著改变。整合分析揭示了特定菌群（如青春双歧杆菌B. adolescentis和动物乳杆菌L. animalis）与宿主代谢物的强相关性，凸显微生物功能与宿主代谢应答的紧密联系。

Conclusion

本研究从整合视角揭示弓形虫感染如何扰动猫（终宿主）的微生物生态与全身宿主代谢。通过刻画感染不同阶段的菌群重塑和代谢重编程模式，成果为寄生虫-宿主共进化提供新见解，并揭示潜在干预靶点。未来研究应探索这些菌群介导效应是否影响寄生虫脱落、传播或宿主病理，并为基于微生物群/代谢物的弓形虫病调控策略提供基础。