膳食黄芪多糖（APS）对太湖鹅血清生化、肠道形态、有机酸谱及盲肠微生物群的影响：200 mg/kg下肠道形态与超氧化物歧化酶反应最明显

《Biomolecules》：Effects of Dietary Astragalus Polysaccharides on Serum Biochemical Parameters, Intestinal Morphology, Organic Acid Profiles, and Cecal Microbiota in Taihu Geese

　　

黄芪多糖（Astragalus polysaccharides, APS）作为功能性饲料添加剂具有潜力，但其对鹅生理和肠道反应的影响仍未完全表征。研究将432只1日龄太湖鹅分配至含0、100或200 mg/kg APS的日粮中，每个处理6个重复，每个重复24只鹅。每个处理采用6个独立实验重复（n = 6）评估器官指数、血清生化及肠道屏障相关参数和肠道长度；在每个采样日龄，采用4个生物学重复（n = 4）评估肠道组织形态和盲肠微生物群。于30、60和90 d采集样品；90 d时，采用每个处理4个生物学重复（n = 4）分析肠道代谢物，并采用每个处理6个实验重复（n = 6）评估空肠黏膜代谢指标。与对照组相比，200 mg/kg APS提高30 d胸腺指数、30和60 d血清超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性（p = 0.038和0.020）以及30、60和90 d空肠和回肠绒毛高度。APS降低30 d血清二胺氧化酶（diamine oxidase, DAO）活性（p = 0.001），且200 mg/kg组在90 d仍较低。30和60 d时盲肠微生物群落结构在处理间存在差异（置换多元方差分析（permutational multivariate analysis of variance, PERMANOVA）p = 0.047和0.006），而Shannon多样性未变化。90 d时，APS改变空肠和盲肠有机酸谱，部分反应在Benjamini–Hochberg错误发现率（false discovery rate, FDR）校正后仍显著（q < 0.05），并提高200 mg/kg组空肠黏膜柠檬酸含量。APS影响部分生理和肠道结局，并伴随盲肠微生物群落结构和肠道代谢的额外变化；其中200 mg/kg在血清SOD活性和肠道形态方面产生最明显变化。

研究背景：鹅肉是重要动物蛋白来源，蛋白质含量较高且不饱和脂肪酸比例较好；中国鹅肉生产在全球占重要地位。维持肠道形态、氧化状态和微生物稳态对鹅生理健康十分重要。APS是黄芪的主要生物活性成分，已被报道具有抗氧化、免疫调节和肠道调节活性，可能影响肠道结构、氧化状态、微生物生态和肠道代谢过程。既有APS肠道效应研究多在鸡或其他畜禽中进行，鹅上信息相对不足；鹅肠道微生物在孵化后发生明显演替，因此需要在多个采样日龄评估APS相关反应。原文据此假设APS可改善肠道形态、抗氧化状态和屏障相关指标，并可能伴随盲肠微生物群和肠道有机酸变化。研究人员开展的研究：使用432只1日龄太湖鹅，初始体重约90.38 g，按初始体重分层并随机分为0、100和200 mg/kg APS三组，每组6个重复、每重复24只（12公12母）；在30、60和90 d采样。肠道形态、血清SOD活性和屏障相关指标为主要结局，器官指数和其他血清生化参数为补充，微生物和代谢测量为探索性。研究结论：APS影响部分生理和肠道结局，200 mg/kg在血清SOD活性和肠道形态方面变化最明显；但现有数据不能确立200 mg/kg为最佳添加水平。意义：为APS作为鹅功能性饲料添加剂的生理和肠道效应提供依据，并提示需进一步开展剂量反应和功能研究。

关键技术方法（不超过250字）：动物饲养于国家水禽种质资源库（中国泰州），试验于2024年3—7月进行；样本来源为432只1日龄太湖鹅。测定器官指数和肠道长度；用自动生化分析仪测血清生化参数，用试剂盒测血清DAO和D-乳酸（D-lactate, D-LA）；取空肠和回肠进行苏木精-伊红（hematoxylin and eosin, H&E）染色，ImageJ测绒毛高度（villus height, VH）、隐窝深度（crypt depth, CD）及VH/CD；90 d测空肠黏膜柠檬酸和线粒体复合物IV活性；用超高效液相色谱-串联质谱（ultra-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS）靶向定量空肠和盲肠食糜短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）及相关有机酸；30、60、90 d盲肠内容物行16S rRNA基因V3—V4区扩增子测序，QIIME 2/DADA2和SILVA注释分析；统计采用单因素方差分析/一般线性模型、Tukey HSD、线性正交对比、Kruskal–Wallis、主坐标分析（principal coordinate analysis, PCoA）、PERMANOVA及Benjamini–Hochberg FDR校正。

研究结果：
3.1 Organ Indices（器官指数）：通过30、60和90 d称量器官并计算器官指数发现，30 d胸腺指数受日粮处理影响（p = 0.037），随APS添加线性增加（p = 0.008），200 mg/kg组高于对照组；30 d脾脏指数总体处理效应不显著（p = 0.099），但正线性对比显著（p = 0.029）；其他器官指数在各日龄无显著处理效应。
3.2 Serum Biochemical Parameters and Intestinal Barrier-Related Indices（血清生化参数和肠道屏障相关指标）：通过血清生化及DAO、D-LA检测发现，30 d时APS影响血清天冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase, AST）、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）、SOD和总胆固醇（total cholesterol, CHO）（p < 0.05），AST、ALP和CHO呈线性下降，SOD呈线性上升（p = 0.009），200 mg/kg组CHO低于对照；低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C）总体不显著（p = 0.076）但负线性对比显著（p = 0.022）。60 d时ALP、SOD、钾和总胆红素（total bilirubin, T-BIL）受处理影响（p < 0.05），ALP由232.35降至183.80 U/L（p = 0.002），SOD由16.65升至23.23 U/mL（p = 0.004），T-BIL线性下降（p < 0.001）。90 d时高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C）、T-BIL、肌酐（creatinine, CREA）和直接胆红素（direct bilirubin, D-BIL）受APS影响（p ≤ 0.002），HDL-C由1.07升至1.36 mmol/L（p < 0.001），T-BIL和CREA线性下降（p < 0.001），D-BIL由2.95升至3.83（p = 0.001）；AST、ALP、SOD等无显著影响。血清DAO在30和90 d受APS影响（p = 0.001和0.002），30 d由21.87降至12.48和10.52 U/mL，90 d由24.06降至15.26和13.03 U/mL，均呈线性下降；60 d不显著（p = 0.219）。D-LA在各日龄均无显著影响。
3.3 Intestinal Length and Morphology（肠道长度和形态）：通过肠道长度测量及空肠、回肠H&E组织形态分析发现，各日龄肠道长度总体处理效应不显著（p > 0.05）；90 d空肠长度总体p = 0.074，但正线性对比显著（p = 0.019）。组织形态方面，30 d 200 mg/kg组空肠和回肠VH高于对照，空肠VH/CD更高；60 d 200 mg/kg组空肠和回肠VH高于对照；90 d 200 mg/kg组两段肠道VH仍较高，回肠VH/CD高于对照；CD在各日龄均无显著处理效应。
3.4 Jejunal Mucosal Metabolic Indicators and Intestinal Short-Chain Fatty Acids and Related Organic Acids（空肠黏膜代谢指标及肠道SCFAs和相关有机酸）：90 d时，APS显著影响空肠黏膜柠檬酸含量（p = 0.005），200 mg/kg组高于对照和100 mg/kg组，且呈正线性对比（p = 0.013）；线粒体复合物IV活性无显著处理效应（p = 0.197），仅呈正线性趋势（p = 0.089）。空肠食糜靶向分析显示，乳酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸和丙二酸存在名义显著总体处理效应（p < 0.05）；FDR校正后，丙酸、丁酸、异丁酸和异戊酸仍显著（q < 0.05）。丁酸和异戊酸在两个APS组均高于对照，异丁酸在200 mg/kg组高于对照，丙二酸在200 mg/kg组低于对照；乳酸、丙酸、丁酸、戊酸、异丁酸和异戊酸呈正线性对比，丙二酸呈负线性对比。盲肠食糜中，丁酸、戊酸、己酸和琥珀酸存在名义显著总体处理效应（p < 0.05）；FDR校正后丁酸和琥珀酸仍显著（q < 0.05）。丁酸在两个APS组均低于对照，己酸在200 mg/kg组低于对照，琥珀酸在100 mg/kg组高于200 mg/kg组；丁酸和己酸呈负线性对比。
3.5 Cecal Microbial Diversity and Community Structure（盲肠微生物多样性和群落结构）：通过Shannon指数及基于Bray–Curtis距离的PCoA/PERMANOVA分析发现，APS未显著影响30、60和90 d盲肠微生物Shannon多样性（p = 0.87、0.21和0.23）；整体群落结构在30 d（R² = 0.220，p = 0.047）和60 d（R² = 0.236，p = 0.006）存在处理相关差异，90 d不显著（R² = 0.205，p = 0.113）。
3.6 Cecal Microbial Community Composition and Exploratory Candidate Taxa（盲肠微生物群落组成和探索性候选类群）：通过16S rRNA扩增子测序组成分析发现，Bacteroidota、Firmicutes和Proteobacteria为各日龄主要门；属水平包括Bacteroides、Clostridia_vadinBB60_group、Alistipes、Barnesiella、Faecalibacterium及Rikenellaceae和Prevotellaceae谱系。Kruskal–Wallis分析在30 d发现Odoribacter、Rikenella和Dubosiella名义差异，200 mg/kg组一般较低；60 d发现Bacteroides、Alistipes、Clostridia_vadinBB60_group、Prevotellaceae_NK3B31_group、Prevotella和Parasutterella名义差异，其中Bacteroides和Alistipes在APS组名义较低，Prevotellaceae_NK3B31_group、Prevotella和Parasutterella在一个或两个APS处理中较高；90 d发现Blautia、CHKCI001、Shuttleworthia、Colidextribacter、Muribaculaceae和Romboutsia名义差异，Romboutsia随APS添加呈描述性数值增加。但上述类群经Benjamini–Hochberg FDR校正后均q > 0.05，仅为探索性候选，不能视为FDR确认的差异类群。

讨论部分总结：APS影响太湖鹅多个生理和肠道性状，200 mg/kg在肠道形态和SOD反应上最明显。30 d胸腺指数和SOD变化可能提示免疫器官与氧化状态关联，但原文未测氧化损伤和胸腺细胞凋亡，不能直接推断。血清生化尤其脂质相关指标呈年龄特异性，且部分未进行多重比较校正，需谨慎解释并独立验证。最一致的肠道反应为空肠和回肠绒毛高度增加及血清DAO活性降低，提示黏膜状况变化，但缺乏直接通透性测定，不能确立屏障功能增强。90 d有机酸变化呈肠段特异性，FDR校正后空肠丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸及盲肠丁酸、琥珀酸仍显著；食糜浓度受微生物产生、利用、底物、转运和宿主吸收共同影响，不能解释为代谢通量。空肠黏膜柠檬酸升高但线粒体复合物IV无显著变化，不能证明三羧酸循环通量或线粒体功能增强。盲肠Shannon多样性不变，30和60 d群落结构有差异而90 d无差异；属水平名义差异经FDR后不显著，只能作为探索性候选。局限性包括选择接近性别重复平均体重的鹅并非随机抽样、未评估性别特异反应、APS纯度和日粮浓度未分析验证、重复配制饲料可能造成批次差异、组织形态/微生物/代谢分析n = 4样本量较小、统计检验较多且部分未校正、各日龄分别分析未检验年龄及处理×年龄交互、代谢仅测90 d、未测微生物功能基因和直接上皮通透性，因而不能建立APS、微生物代谢、黏膜代谢和肠道结构间的因果关系；需进一步剂量反应和功能研究。

研究结论部分翻译：膳食APS补充影响太湖鹅若干生理和肠道性状。最一致的变化是空肠和回肠绒毛高度增加及血清DAO活性降低。APS补充还影响血清SOD活性、盲肠微生物群落结构，并在90 d改变空肠和盲肠有机酸谱。在所测剂量中，200 mg/kg与肠道绒毛高度和血清SOD活性最一致的增加相关。然而，现有数据不能确立200 mg/kg为最佳补充水平。需进一步开展剂量反应和功能研究，以确定APS如何影响鹅肠道屏障功能、微生物代谢和空肠黏膜代谢。