《Food Bioscience》：Early-life combined supplementation with lactoferrin and
Bifidobacterium breve HH079 provides enhanced protection against
Citrobacter rodentium infection in neonatal mice
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摘要在幼年时期，乳铁蛋白和短双歧杆菌在免疫调节和肠道健康方面起着重要作用；然而，它们在这一发育阶段对鼠柠檬酸杆菌感染的防护作用尚不明确。本研究旨在探讨乳铁蛋白和短双歧杆菌HH079单独或联合使用能否减轻新生小鼠感染鼠柠檬酸杆菌后的肠道损伤。单独使用时，乳铁蛋白和短双歧杆菌HH07
摘要
在幼年时期，乳铁蛋白和短双歧杆菌在免疫调节和肠道健康方面起着重要作用；然而，它们在这一发育阶段对鼠柠檬酸杆菌感染的防护作用尚不明确。本研究旨在探讨乳铁蛋白和短双歧杆菌HH079单独或联合使用能否减轻新生小鼠感染鼠柠檬酸杆菌后的肠道损伤。单独使用时，乳铁蛋白和短双歧杆菌HH079通过选择性改变肠道微生物群和代谢途径，降低肠道病原体负荷，恢复上皮完整性，并调节炎症细胞因子。具体而言，乳铁蛋白增加了Alistipes_A的相对含量，促进了胆汁酸的合成，同时抑制了C. rodentium espB的表达。而短双歧杆菌HH079则提高了双歧杆菌及产丙酸的Muribaculum的相对含量，同时调节与上皮和免疫调节相关的氨基酸代谢物。值得注意的是，乳铁蛋白与短双歧杆菌HH079联合使用可产生更强的防护效果，表现为白细胞介素-10分泌增加，针对C. rodentium的特异性IgG反应增强，短链脂肪酸生成增多，以及肠道微生物群组成和代谢途径的协同重构。这些发现阐明了乳铁蛋白和短双歧杆菌HH079通过互补机制维持结肠免疫稳态的原理，同时也凸显了二者作为联合营养策略用于缓解细菌感染的潜力。
引言
由大肠杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌引发的胃肠道细菌感染在全球范围内导致了严重的腹泻疾病，尤其在低收入和中等收入国家的婴儿中更为常见（Watson等人，2024年）。鼠柠檬酸杆菌是一种天然存在的非侵袭性小鼠病原体，其感染策略和毒力因子与人类致病性及出血性大肠杆菌相似（Higgins、Frankel、Douce、Dougan和MacDonald，1999年）。这种病原体能够模拟人类致病性及出血性大肠杆菌的感染路径（Collins等人，2014年），它通过III型分泌系统释放如EspB之类的毒力因子，从而在肠道上皮引发典型的附着-消除病变、隐窝增生以及炎症失调（Crepin、Collins、Habibzay和Frankel，2016年；Garling等人，2025年）。利用小鼠在幼年时期感染鼠柠檬酸杆菌的模型，有助于寻找能够保护肠道免受病原体侵害的营养策略。
人乳中含有多种重要营养物质，包括乳糖、脂质、功能性低聚糖以及生物活性蛋白质（Zhang、Li、Liu和Wu，2022年）。其中，乳铁蛋白是一种含量丰富的糖蛋白，其N端和C端各有一个保守的铁结合位点（Ran等人，2024年）。乳铁蛋白中的铁饱和度决定了它的多种生理功能，包括抗氧化、抗病毒、抗菌以及免疫调节作用。此外，乳铁蛋白还可以与肠道上皮细胞上的受体结合，从而调节黏膜免疫反应，进而影响全身免疫功能（H. Y. Li、Li、Luo、Wang和Zheng，2017年）。双歧杆菌是母乳喂养婴儿胃肠道内的早期定植菌，可作为活体生物制剂来改善婴儿的微生物群失衡状况（Shiver等人，2025年）。McCarthy等人发现，预先给予短双歧杆菌并不能竞争性地排除鼠柠檬酸杆菌，但它可以通过改变结肠内病原体的分布并抑制隐窝增生，从而减轻小鼠因感染而产生的结肠炎症（Collins等人，2012年）。
尽管乳铁蛋白在预防和治疗细菌感染方面展现出巨大潜力，但将其作为单一疗法用于抗感染治疗的临床证据仍然有限（Ma等人，2025年）。有初步研究显示，与仅补充双歧杆菌相比，同时补充双歧杆菌和乳铁蛋白的新生小鼠在出生后28天的肠道内容物中内毒素浓度更低（Griffiths等人，2004年）。不过，目前还不清楚这两种成分联合使用是否能够减轻幼年时期感染鼠柠檬酸杆菌所导致的肠道炎症和屏障功能障碍。另外，这两种干预措施是否通过不同但互补的机制发挥作用也尚未明确。
我们推测，乳铁蛋白和短双歧杆菌HH079是通过互补机制保护新生小鼠肠道的。为此，我们建立了幼年时期感染鼠柠檬酸杆菌的小鼠模型，比较了乳铁蛋白、短双歧杆菌HH079及其联合使用对肠道炎症损伤的防护效果。我们通过评估生长状况、病原体特异性IgG滴度、炎症细胞因子的产生情况、结肠T细胞反应以及肠道组织病理学变化，来分析这些成分在感染小鼠体内的防护作用。随后，我们还分析了肠道微生物群组成和代谢途径的变化，以找出与宿主防护相关的特异性代谢重编程现象。为进一步阐明其中的信号传导机制，我们检测了粪便中的胆汁酸、氨基酸相关代谢物以及短链脂肪酸的含量，并通过相关性分析探讨它们的功能作用。这项研究为在婴儿配方食品中添加类似人乳的生物活性成分、从而减少幼年时期的感染相关肠道炎症提供了新的思路。
章节节选
材料
乳铁蛋白（纯度95%）购自澳大利亚Allansford的Warrnambool Cheese and Butter公司。de Man、Rogosa和Sharpe培养基（编号#027312）以及Luria-Bertani培养基（编号#028320）则购自中国广东的华凯微生物技术有限公司。用于检测TNF-α、IL-6和IL-10的酶联免疫吸附试验试剂盒则来自中国上海的欣宇生物科技有限公司。用于检测CD4和IL-17A的抗体则分别来自...
乳铁蛋白与短双歧杆菌HH079联合补充可促进感染鼠柠檬酸杆菌的新生小鼠的生长发育
为了评估乳铁蛋白和短双歧杆菌HH079对幼年时期感染鼠柠檬酸杆菌的防护效果，我们在P22日龄时给小鼠分别喂食乳铁蛋白、短双歧杆菌HH079或其组合，之后再让它们口服感染鼠柠檬酸杆菌（见图1A）。在感染之前，乳铁蛋白组、HH079组以及乳铁蛋白+HH079组的体重与对照组相比并无显著差异（见图S1A），这表明单独或联合补充乳铁蛋白和短双歧杆菌HH079并未对小鼠体重产生明显影响...
讨论
幼年时期的肠道感染会破坏肠道屏障的完整性，扰乱微生物群的平衡，还会影响免疫系统的发育，从而对宿主健康造成长期不良影响。在本研究中，与对照组相比，感染组在幼年时期的肠道稳态出现了严重紊乱，表现为生长受阻、结肠长度缩短、上皮屏障功能受损、免疫功能失调以及代谢途径发生改变（见图1、图2、图3和图5）。感染组...
结论
总体而言，多组学分析结果表明，乳铁蛋白、短双歧杆菌HH079及其联合使用可通过调节肠道微生物群组成、代谢途径以及免疫反应，减轻新生小鼠因感染鼠柠檬酸杆菌而产生的肠道损伤。无论是单独还是联合使用，乳铁蛋白和短双歧杆菌HH079都能降低葡萄球菌和鼠柠檬酸杆菌的丰度，同时减轻炎症损伤，这一效应体现在促炎细胞因子IL-6等指标水平的下降上...
CRediT作者贡献说明
卢泽荣：撰写——审阅与编辑，研究实施。黄强：撰写——审阅与编辑，资源提供。赵玲玲：撰写——审阅与编辑，资源提供，方法设计。徐世奇：撰写——审阅与编辑，结果验证。刘飞通：撰写——审阅与编辑，监督工作，正式分析，概念构思。张斌：撰写——审阅与编辑，监督工作，项目管理，研究实施，资金筹集，概念构思。顾志鹏：撰写——初稿撰写，结果验证...
利益冲突声明
作者们声明不存在任何可能影响本研究所汇报工作的竞争性利益关系。
利益冲突声明
? 作者们声明自己不存在任何已知的、可能影响本文研究结果的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢广东省科技计划项目（2025A0505020014）、中国博士后科学基金（2025M782996）以及“111计划”（编号B17018）所提供的资金支持。
Zhipeng Gu|Zhuqing Xie|Zerong Lu|Shiqi Xu|Qiang Huang|Lingling Zhao|Feitong Liu|Bin Zhang
中国广州510640，华南理工大学，食品科学与工程学院，食品营养与人体健康学科创新海外专家引进中心
