噬菌体作为高剂量氧化锌替代品缓解断奶仔猪ETEC K88感染腹泻的多组学机制研究

《BMC Microbiology》：Bacteriophage as an alternative to pharmacological-dose zinc oxide for mitigating post-weaning diarrhea in piglets: insights from integrated multi-omics analysis

　　

摘要

背景

断奶后仔猪因大肠杆菌感染引起的腹泻是养猪生产中的重大挑战。药理学剂量的氧化锌（ZnO）曾广泛用于预防仔猪腹泻，但目前已面临在动物饲料中限制或禁止使用的局面。然而，虽然ZnO在调节肠道健康方面的作用已有充分文献记载，但对于与ZnO相同或不同的噬菌体如何影响断奶仔猪肠道微生物群落、其代谢产物及宿主相互作用，目前了解甚少。

目的

本研究利用微生物组、代谢组和蛋白质组分析，探讨了噬菌体作为高剂量氧化锌替代品以缓解仔猪断奶后腹泻的潜在分子通路和多组学特征。

结果

结果表明，与ETEC K88组相比，噬菌体降低了腹泻率。粪便微生物组分析显示，噬菌体增加了考拉杆菌属和粪杆菌属的丰度，并降低了梭菌属严格 sensu stricto 6的丰度。粪便代谢组学发现，噬菌体调节了胆汁分泌、脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸生物合成。空肠蛋白质组学揭示，噬菌体通过IgA产生的免疫网络、Fcγ受体介导的吞噬作用和NF-κB通路改变了肠道微生物群与宿主之间的相互作用。整合多组学分析表明，噬菌体通过调节胆汁分泌和铁死亡通路，降低了ETEC K88感染猪的腹泻率。

结论

本研究为噬菌体对断奶仔猪肠道微生物群、其代谢产物及宿主相互作用的影响提供了新见解，同时为基于噬菌体的策略作为药理学剂量氧化锌的替代品以缓解断奶后腹泻的应用提供了有价值的参考。