《The Journal of Nutrition》：Multi-omics analysis reveals
Oscillibacter valericigenes gavage increases fetal and placental weights and is associated with altered estrogen-related metabolism and valerate production in mice
编辑推荐：
摘要背景我们此前的研究表明，丁酸振荡菌（Oscillibacter valericigenes）及戊酸相关特征与长白×大约克母猪的后代出生体重相关，但功能证据有限。目的检验O. valericigenes或戊酸是否可增加妊娠晚期胎儿体重，并表征母体代谢和胎盘应答。方法妊娠小鼠
摘要
背景
我们此前的研究表明，丁酸振荡菌（Oscillibacter valericigenes）及戊酸相关特征与长白×大约克母猪的后代出生体重相关，但功能证据有限。
目的
检验O. valericigenes或戊酸是否可增加妊娠晚期胎儿体重，并表征母体代谢和胎盘应答。
方法
妊娠小鼠自胚胎第7.5天（E7.5）至E17.5，每隔一天通过灌胃给予200 μL无菌培养基（对照组）、O. valericigenes菌悬液（OV_B；108 CFU/mL）或无菌过滤培养上清液（OV_M）（每组n = 7）。另一组小鼠自E7.5至E17.5在饮水中添加钠戊酸（SV；0–1.20 mg/mL）（每组n = 8）。在E18.5时，测量胎儿和胎盘体重、血清激素浓度、结肠和血清短链脂肪酸浓度以及胎盘基因表达，并采用单因素方差分析后接Dunnett检验进行分析。在对照组和OV_B组进行多组学分析。
结果
与对照组相比，母体灌胃O. valericigenes或其培养上清液分别使胎儿体重增加4.56%和6.81%（均P < 0.01），胎盘体重增加8.57%和8.25%（均P < 0.05）。多组学分析表明，O. valericigenes灌胃与雌激素相关代谢改变及与营养物质转运、血管生成和紧密连接相关的胎盘蛋白质组和转录组应答有关。与对照组相比，OV_B使结肠戊酸浓度增加53.64%（P < 0.05），并有增加血清雌二醇浓度34.58%的趋势（P = 0.054）。与各自对照组相比，饮水中添加0.60 mg/mL SV使胎儿体重增加6.44%（P < 0.01），胎盘体重增加7.30%（P < 0.05），血清戊酸浓度增加125.25%（P < 0.05）。SV补充并未显著改变血清雌二醇或孕酮浓度。
结论
O. valericigenes可增加小鼠胎盘和胎儿体重，并与雌激素相关代谢改变及结肠戊酸产生相关。
引言
仔猪出生体重和窝产仔数是影响生猪产业生产效率和盈利的关键因素[1]。现代生猪生产越来越注重繁殖效率，遗传选择和管理措施推动了窝产仔数增加；然而，这一进展也与低出生体重仔猪比例升高和出生体重窝内变异系数（CV）增加相关[2]、[3]。低出生体重与体温调节能力下降、初乳摄入延迟和不足、腹泻和挤压致死易感性增加以及断奶前死亡率升高密切相关，从而增加了人工和兽医成本[4]、[5]。除早期生命阶段外，低出生体重仔猪始终与较低的生产效率和盈利能力相关，表现为生长至上市体重速度较慢，瘦肉产出率较低且肉质受损[6]、[7]。重要的是，在人类医学中，低出生体重可能由早产和胎儿生长受限引起，并与成人慢性疾病风险增加相关，包括心血管疾病、呼吸系统疾病和慢性肾脏病[8]、[9]。这些跨物种的见解表明，优化出生体重不仅是生物医学优先事项，也是现代畜牧生产体系中的重要考量。
母体肠道菌群越来越多地被确认为哺乳动物胎盘发育、类固醇激素调节和后代出生体重的关键调节因素[10]、[11]、[12]、[13]。无特定病原体（SPF）和抗生素处理的妊娠小鼠研究表明，母体菌群缺陷会损害胎盘发育，并伴随胎儿体重降低，突出了微生物组作为胎盘-胎儿生长的关键决定因素[10]、[11]。在生猪中，妊娠期间饲喂益生元或益生菌已被证实可增加仔猪出生体重并减少弱仔比例[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]。这些益处似乎通过调节肠道菌群组成、增加胎盘体重和类固醇激素合成以及提高肠道短链脂肪酸（SCFA）水平来实现。一致的是，妊娠期间补充丁酸钠和乙酸钠已被报道可分别增加仔猪出生体重和降低弱仔率（出生体重 < 0.8 kg）[18]、[20]。综合这些发现，针对母体肠道菌群及其代谢产物是可改善后代出生体重的可行策略。尽管有这些进展，肠道菌群可能影响后代出生体重的具体机制仍不清楚。
丁酸振荡菌（Oscillibacter valericigenes）是一种发酵性产戊酸细菌，已被鉴定为断奶仔猪和育肥猪肠道中的核心优势微生物[21]、[22]。此外，给无菌小鼠口服O. valericigenes可显著改变宿主类固醇代谢[22]。虽然我们此前的观察数据将O. valericigenes与较高的仔猪出生体重和母体肠道类固醇激素相关代谢特征联系起来，但仍不清楚O. valericigenes是否能增加后代出生体重。尽管猪是目标物种，但小鼠为研究妊娠期宿主-微生物组相互作用的机制提供了成熟的模型。先前的研究表明，肠道菌群可因果性地调节胎盘发育和胎儿生长[10]、[11]，为在猪中进一步验证之前评估O. valericigenes是否促进产前生长提供了合适的框架。因此，在本研究中，我们使用妊娠小鼠评估O. valericigenes是否可增加E18.5时的妊娠晚期胎儿体重，这是与出生体重相关的近足月产前生长指标。我们假设口服O. valericigenes可调节妊娠小鼠的胎盘发育和类固醇激素代谢，从而促进胎儿生长并增加胎儿体重。为检验这一假设，我们自E7.5至E17.5向妊娠小鼠灌胃O. valericigenes菌悬液、其无菌过滤培养上清液或钠戊酸（SV），在E18.5时评估胎儿和胎盘体重及母体血清性激素水平，并结合多组学分析探究O. valericigenes灌胃与胎儿体重增加之间的机制联系。
各节摘要
实验设计与动物
所有实验方案均经华中农业大学科学伦理委员会批准（HZAUMO-2025-0307），动物实验按照湖北省实验动物监测委员会发布的《实验动物管理与使用指南》建议进行。
常规动物操作
雌性未交配C57BL/6J小鼠（7周龄）适应饲养1周，在华中农业大学无特定病原体（SPF）条件下，按12小时光照/黑暗
口服灌胃O. valericigenes或其无菌过滤培养上清液可增加小鼠妊娠晚期胎儿和胎盘体重
母体灌胃O. valericigenes或其培养上清液显著增加胎儿（P < 0.01）和胎盘（P < 0.05）体重，但未改变窝产仔数（P > 0.05）（图1A-C）。一致的是，灌胃O. valericigenes培养上清液显著增加（P < 0.05）每窝平均胎儿体重，而灌胃O. valericigenes菌悬液未显示显著变化（P > 0.05）（图1D）。此外，两种处理均显著增加（P < 0.05）平均胎盘体重
讨论
在生猪生产中，窝产仔数和仔猪出生体重是生产效率和盈利的关键决定因素[1]。生猪行业的首要目标之一是降低围产期死亡率并增加仔猪出生体重，因为较高的出生体重与更好的断奶适应能力和更快的生长至上市体重速度相关[7]、[33]、[34]。在本研究中，我们通过口服灌胃妊娠小鼠O.
作者贡献
作者的责任如下：XX：概念构思、调查研究、数据整理、形式化分析、可视化及撰写初稿；ZY、YH、HJ、LS和RY：调查研究；XY：形式化分析、撰写-审稿与编辑、监督、概念构思、项目管理、方法论、资金获取；所有作者均已阅读并批准最终稿件。
数据可用性
本研究的宏基因组测序数据可在NCBI SRA数据库中获取，登录号为PRJNA1403174。非靶向代谢组学数据已存入EMBL-EBI MetaboLights数据库，编号如下：MTBLS13775（结肠内容物）和MTBLS13779（血清）用于O. valericigenes灌胃实验，MTBLS13789（血清）用于饮水中添加SV（0.60 mg/mL）实验。蛋白质组学数据已存入iProX
资助
本研究得到国家自然科学基金资助（32230099和31925037），湖北省洪山实验室基金（编号2021hszd018），以及中央高校基本科研业务费（项目2662023DKPY002）。
利益声明
? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
徐晓建|严振宏|胡一帆|姜浩怡|孙玲玲|易仁帅|严相华
