《Animals》：Indole-3-Lactic Acid Modulates Feeding Behavior and Appetite-Related Signals in Weaned Piglets
编辑推荐：
肠道微生物群衍生代谢物作为连接肠道微生物组与宿主生理功能的重要介质，参与代谢稳态和行为调控。然而，色氨酸代谢物吲哚-3-乳酸（indole-3-lactic acid, ILA）是否调控仔猪采食行为及其潜在中枢调控机制仍不清楚。本研究以12头断奶仔猪为模型，探
肠道微生物群衍生代谢物作为连接肠道微生物组与宿主生理功能的重要介质，参与代谢稳态和行为调控。然而，色氨酸代谢物吲哚-3-乳酸（indole-3-lactic acid, ILA）是否调控仔猪采食行为及其潜在中枢调控机制仍不清楚。本研究以12头断奶仔猪为模型，探讨ILA对采食行为调控的影响。结果显示，ILA补充未显著影响生长性能（p > 0.05），尽管ILA组最终体重、平均日增重（average daily gain, ADG）和平均日采食量（average daily feed intake, ADFI）在数值上高于对照组（CON）。ILA还改变采食行为模式，特征为每日采食频率降低（p < 0.05）和采食速率增加（p = 0.053）。此外，ILA显著提高血清中多种食欲相关胃肠激素浓度，包括胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1, GLP-1）、肽YY（peptide YY, PYY）、胃饥饿素（ghrelin）和胆囊收缩素（cholecystokinin, CCK），并改变血清脂质代谢相关参数（p < 0.05）。下丘脑转录组分析在ILA组与CON组之间鉴定出240个差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs），富集于神经信号和食欲调控相关基因。这些发现提示，ILA可能影响断奶仔猪采食行为，并伴随采食量和生长相关参数数值增加，以及外周食欲相关胃肠激素和下丘脑转录反应的变化。
研究背景：断奶是仔猪生长发育的关键生理转变，仔猪由吮乳转向固体饲料，并伴随圈舍条件和营养供应变化，需要胃肠道结构、消化功能和采食行为适应。由于胃肠道未成熟，断奶仔猪常出现采食量降低、养分利用受损和生长迟缓，可能影响后续生长性能和健康。因此，建立和调控断奶后采食行为对仔猪适应断奶期具有重要意义。采食的启动和维持受营养状态、采食动机和饱腹信号等多因素通过外周与中枢系统相互作用调控；下丘脑是整合全身能量状态和调控采食的关键脑区，胃肠道通过营养感知、机械感知和胃肠激素提供外周信号。既往研究表明，PYY
3-36、ghrelin等参与猪采食调控。近年来，肠道微生物及其代谢物被视为连接肠道微生物生态系统与宿主生理功能的重要信号介质。色氨酸是必需氨基酸，也是微生物生成多种吲哚衍生物的前体，包括吲哚-3-丙酸（indole-3-propionic acid, IPA）、吲哚-3-乙酸（indole-3-acetic acid, IAA）和ILA。ILA具有肠道保护、抗炎和神经调控特性；活动性厌食小鼠模型研究提示ILA与摄食相关行为和下丘脑基因表达变化有关；研究人员前期研究显示ILA促进GLP-1分泌并促进肠道干细胞向肠内分泌细胞分化。然而，ILA作为微生物来源信号代谢物是否调控动物采食行为，及其是否通过外周营养信号和中枢神经调控网络介导，仍不清楚。研究人员假设ILA会改变断奶仔猪采食行为，并伴随外周食欲相关信号和下丘脑基因表达变化；据此评估ILA补充对生长性能、采食行为、血清代谢参数、食欲相关胃肠激素和下丘脑转录反应的影响，旨在初步探索ILA补充相关的外周和中枢反应。该研究为微生物代谢物参与断奶期采食调控提供新证据，并为断奶仔猪采食行为营养调控提供初步依据。
关键技术方法（不超过250字）：动物实验在中国江苏省镇江市开展，选用12头健康断奶仔猪（Duroc × Landrace × Large White；21 ± 2日龄断奶；平均体重4.95 ± 0.14 kg），随机分为对照组（CON）和ILA组（n = 6/组），基础日粮添加100 mg/kg ILA，适应3 d后开展21 d饲养试验。采食行为用红外摄像连续3天记录；血清生化用自动生化分析仪，胃肠激素用酶联免疫吸附测定（ELISA）；下丘脑行转录组测序（Illumina NovaSeq，paired-end 150 bp），Hisat2比对、edgeR筛选DEGs、KEGG富集分析；统计采用SPSS 20.0和GraphPad Prism 8.0，包括Shapiro–Wilk检验、独立样本t检验、Mann–Whitney U检验和Spearman秩相关。
研究结果：
3.1 ILA未影响生长性能（ILA Did Not Affect Growth Performance）：21 d饲养试验后，ILA组最终体重、ADG、ADFI和料重比（feed-to-gain ratio, F/G）与对照组相比均无显著差异；但ILA组最终体重、ADG和ADFI在数值上高于对照组。
3.2 ILA改变血清脂质代谢谱（ILA Altered Serum Lipid Metabolic Profiles）：血清生化分析显示，ILA主要与脂质代谢相关参数变化有关；与对照组相比，ILA组血清甘油三酯（triglyceride, TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C）和非酯化脂肪酸（non-esterified fatty acids, NEFA）显著升高；其他血清生化参数无显著差异。
3.3 ILA调节采食行为（ILA Modulated Feeding Behavior）：从第19天起连续3天行为监测显示，ILA显著降低每日采食频率；24 h采食模式分析显示，ILA组日间采食频率较低，而夜间早期采食频率较对照组增加；总采食时间无显著影响，但24 h内采食时间分布改变，ILA组夜间早期采食时间增加；ILA有提高采食速率的趋势。
3.4 ILA提高血清食欲相关激素水平（ILA Increased Serum Appetite-Related Hormone Levels）：与对照组相比，ILA显著提高血清GLP-1、PYY、ghrelin和CCK水平；瘦素（leptin, LEP）水平呈增加趋势。
3.5 ILA改变下丘脑转录谱（ILA Altered Hypothalamic Transcription Profile）：下丘脑转录组分析显示，与对照组相比，ILA上调139个基因、下调101个基因；KEGG富集显示DEGs富集于多个通路，其中血清素能突触（serotonergic synapse）和神经活性配体–受体相互作用（neuroactive ligand–receptor interaction）通路因与神经信号和采食调控潜在相关而值得关注；进一步分析显示这两个通路相关DEGs在ILA组均下调，包括与血清素能神经传递相关的SLC6A4、SLC18A2、TPH2和DDC，以及可能参与食欲调控的PENK、ADCYAP1和RXFP1。
3.6 下丘脑食欲相关基因与采食相关性状的相关分析（Correlation Analysis of Hypothalamic Appetite-Related Genes with Feeding-Related Traits）：Spearman相关分析显示，ADFI与血清ghrelin、CCK和LEP水平正相关；采食速率与血清ghrelin和CCK水平正相关；其他采食行为参数与血清食欲相关激素无显著相关。下丘脑基因方面，ADCYAP1表达与血清ghrelin和CCK水平负相关；RXFP1表达与采食速率、血清ghrelin和CCK水平负相关；DNAI4表达与ADFI负相关；TBXA2R表达与总每日采食频率正相关。
讨论部分总结：研究人员指出，断奶早期采食行为不仅影响养分摄入和生长性能，也与肠道功能、免疫稳态和代谢适应相关；采食行为包括采食频率、采食时间、采食速率和昼夜模式等多维度。本研究中长期ILA补充未显著改善生长性能，但最终体重、ADG和ADFI数值增加方向与其他色氨酸代谢物研究一致。ILA降低每日采食频率而不影响总采食时间，并改变24 h采食行为分布，提示ILA可能影响采食行为的时间组织而非单纯改变总采食量。血清TG、LDL-C和NEFA升高提示ILA可能与脂质代谢变化相关，但生长性能无显著差异，行为与代谢变化同维持生长性能的关系仍不清楚。胃肠激素方面，ILA同时提高ghrelin和饱腹相关GLP-1、CCK、PYY，研究人员认为这可能通过多种胃肠激素联合作用而非单一通路影响采食行为，并可能解释总采食量未显著改变；这些激素主要由肠内分泌细胞（enteroendocrine cells, EECs）分泌，前期研究显示ILA促进猪肠道干细胞向EEC谱系分化并增强Gcg和GLP-1分泌，但本研究未直接检测肠道内分泌功能。相关分析中ghrelin和CCK与ADFI及采食速率正相关，但CCK通常为饱腹相关激素，相关不等于因果，样本量有限需谨慎解释。下丘脑转录组显示ILA下调血清素能信号相关基因TPH2、DDC、SLC6A4、SLC18A2，可能与下丘脑饱腹信号变化有关；ADCYAP1编码垂体腺苷酸环化酶激活多肽（pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide, PACAP），参与下丘脑能量稳态和采食行为调控；PENK属于内源性阿片系统，参与采食动机、食物奖赏和情绪相关行为，其下调提示ILA可能降低奖赏相关采食动机，并与饱腹相关胃肠激素升高共同关联于采食频率降低，但直接贡献仍需研究。局限性包括仔猪初始体重较低限制外推、激素仅单时间点测量、下丘脑转录组变化的功能意义及其在ILA采食调控中的直接作用不清楚、未直接检测肠道内分泌反应。
研究结论翻译：本研究探讨了ILA对断奶仔猪生长性能、采食行为和食欲相关信号的影响。ILA未显著影响生长性能，但观察到最终体重、平均日增重和平均日采食量数值增加。ILA改变采食模式，表现为每日采食频率降低和采食速率增加，而总采食时间无显著变化。ILA还改变食欲相关胃肠激素，包括GLP-1、ghrelin、CCK和PYY。下丘脑转录组分析进一步揭示，ILA改变与采食调控相关的基因和信号通路，尤其是神经递质相关通路。总之，ILA调节断奶仔猪采食行为，并伴随外周食欲相关信号和下丘脑转录反应变化，提示ILA在采食调控中的潜在作用。
