牦牛犊腹泻的发病机制与粪便微生物群数量的改变有关

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Changes in the abundance of the fecal microbiota are implicated in the pathogenesis of diarrhea in yak calves

　　

摘要

背景

牦牛是青藏高原上具有重要经济价值的物种，但其幼崽在成长过程中常常面临腹泻这一严重问题。然而，针对牦牛幼崽腹泻的研究仍然十分有限。鉴于腹泻与肠道微生物群之间存在密切关联，本研究分析了患腹泻的牦牛幼崽与健康牦牛幼崽的粪便微生物群组成。此外，还利用伪无菌小鼠模型来探究腹泻的成因。

结果

本研究发现，患腹泻的牦牛幼崽存在微生物失衡现象，其中Ruminococcus gnavus和Streptococcus的数量显著增加。这些患腹泻的牦牛幼崽的血清中促炎因子水平也有所上升。值得注意的是，R. gnavus和Streptococcus的相对丰度与血清中的IL-12p70和KC/GRO水平呈正相关。在伪无菌模型中，将患腹泻牦牛幼崽的粪便滤液注入肛门会导致结肠损伤和炎症。KEGG通路分析显示，炎症性肠病相关通路活跃，D-FMT组（即向肛门注入患腹泻牦牛幼崽粪便滤液的那组）的结肠黏膜中，诸如、IFIT2、IL-1α、CXCL9、NOS2、STAT1、IRGM1、CXCL11、ISG15和USP18等转录因子的表达水平升高。代谢组学分析则发现D-FMT组中有43种代谢物表达上升，这些代谢物主要与代谢途径以及醛固酮的合成和分泌有关。更重要的是，结肠内容物中的双酚AF与、IFIT2、IL-1α、CXCL9和等转录因子存在正相关关系。

结论

本研究确定R. gnavus和Streptococcus是可能导致牦牛幼崽腹泻的致病细菌。此外，双酚AF也是从患腹泻牦牛幼崽体内进行粪便菌群移植后其含量显著升高的代谢物，该物质可能参与了结肠的炎症信号传导过程。这些研究结果为开发基于微生物群的诊断工具或预防策略，以解决青藏高原上牦牛幼崽的腹泻问题奠定了基础。

图表摘要