不同膳食精胺水平对断奶五指山仔猪肠道功能、微生物群及代谢影响的初步研究

《Frontiers in Veterinary Science》:Preliminary study on the effects of different dietary spermine levels on intestinal function, microflora, and metabolism in weaned Wuzhishan piglets

【字体: 时间:2026年08月11日 来源:Frontiers in Veterinary Science 3.1

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  背景:精胺(spermine)已被证实可促进肠道成熟并保护肠道健康,但其作为饲料添加剂改善五指山仔猪肠道健康的潜力尚不明确。本研究将十八头断奶五指山仔猪随机分为三组(每组n=6),分别饲喂基础日粮(对照)、添加0.01%精胺日粮或添加0.03%精胺日粮,为期2

  
背景:精胺(spermine)已被证实可促进肠道成熟并保护肠道健康,但其作为饲料添加剂改善五指山仔猪肠道健康的潜力尚不明确。本研究将十八头断奶五指山仔猪随机分为三组(每组n=6),分别饲喂基础日粮(对照)、添加0.01%精胺日粮或添加0.03%精胺日粮,为期28天。结果:饲粮添加0.01%精胺显著改善生长性能(p<0.05),提高小肠α-淀粉酶(α-amylase)和胰蛋白酶(trypsin)活性(p<0.05);显著上调小肠抗炎细胞因子并下调促炎细胞因子(p<0.05)。与对照组相比,0.01%精胺组有益菌Prevotella相对丰度显著升高,0.01%与0.03%精胺组有害菌Streptococcus相对丰度均显著降低(p<0.05)。此外,两处理组DNA合成相关代谢能力及免疫相关代谢物水平均显著升高(p<0.05)。结论:饲粮添加0.01%精胺可通过改善肠道形态、消化酶活性及免疫反应,调节特定肠道菌群相对丰度并增强代谢能力,有效缓解断奶诱导的五指山仔猪肠道功能障碍。
研究背景与立项依据
精胺作为一种天然多胺(polyamine),广泛存在于哺乳动物细胞中,参与DNA稳定、RNA转录、蛋白质合成及细胞增殖等生理过程。断奶后因母源乳多胺供应中断,肠腔内多胺浓度骤降,可能损害肠道成熟与黏膜完整性。已有研究证实精胺可通过抑制NF-κB与MAPK信号发挥抗炎作用,并在商品化杂交仔猪中改善消化酶活力、营养吸收及免疫机能。五指山猪是中国海南特有的国家级保护小型猪种,生理与代谢特征近似人类,其肠道菌群、代谢表型及黏膜免疫具独特适应性,商品猪结论不可直接外推。然而精胺在该本土微型猪种中断奶肠道炎症、菌群与代谢轮廓的作用及适宜剂量均属空白。为此,研究人员在《Frontiers in Veterinary Science》报道了上述初步研究,以明确0.01%与0.03%精胺对断奶五指山仔猪肠道健康的影响,为本土猪种精准营养提供科学依据。
主要技术方法概述
研究人员自海南农科院五指山猪国家保种场选取35日龄、体重相近的断奶仔猪18头(来自4窝,每处理组6头,雌雄各半),单笼饲养28天,日粮分别为基础哺乳猪配合料(851)、基础料+0.01%精胺、基础料+0.03%精胺。屠宰后采集十二指肠、空肠、回肠及结肠中段黏膜与内容物,液氮速冻后-80℃保存;部分肠段经4%多聚甲醛固定。关键技术包括:小肠α-淀粉酶与胰蛋白酶活性比色测定;ELISA检测TNF-α、IL-6、IL-10、IL-17A蛋白浓度;HE与AB-PAS染色进行绒毛高度(VH)、隐窝深度(CD)、绒毛宽度(VW)、VH/CD、上皮内淋巴细胞及杯状细胞形态计量;回肠与结肠内容物的宏基因组测序(DNBSEQ-T7平台,MetaGeneMark基因预测与LEfSe分析);LC–MS非靶向代谢组学(正/负离子模式,KEGG/HMDB/LIPIDMAPS注释,metaX分析);统计采用ANOVA+Tuke y HSD(p<0.05)及omics数据BH-FDR校正(q<0.05)。
研究结果
不同精胺水平对断奶五指山仔猪生长性能的影响
0.01%精胺组终重(11.33±0.39 kg)与日增重(205.52±14.82 g)显著高于对照组(p<0.05),料重比最低(1.43±0.17);0.03%组介于两者之间且无统计学优势。表明0.01%精胺优化生长,过量无增益。
精胺对断奶五指山仔猪肠道形态与消化酶活性的影响
0.01%组空肠、十二指肠、回肠隐窝深度显著降低,绒毛宽度、VH/CD及绒毛表面积显著升高(p<0.05);0.03%组仅十二指肠绒毛高度增加。两处理组小肠α-淀粉酶活性均升高,但胰蛋白酶活性仅在0.01%组显著升高(p<0.05)。提示低剂量精胺改善吸收面积与糖蛋白水解能力。
精胺对断奶五指山仔猪小肠免疫屏障的影响
0.01%组十二指肠、空肠、回肠上皮内淋巴细胞与杯状细胞数显著增加,促炎因子TNF-α、IL-6、IL-17A下降,抗炎IL-10上升(p<0.05);0.03%组仅十二指肠IL-10略升。说明0.01%精胺强化机械与化学屏障并重塑炎症平衡。
基于宏基因组分析精胺对断奶五指山仔猪肠道菌群的影响
0.01%组回肠α多样性(Shannon/Chao1等)显著升高;PCoA显示盲肠菌群结构分离。属水平上,0.01%组回肠与盲肠Prevotella丰度显著升高,盲肠Streptococcus在0.01%与0.03%组均降低(p<0.05);LEfSe示0.01%组回肠Clostridium富集(LDA>5),0.03%组结肠Treponema富集(LDA>4)。反映低剂量精胺促纤维降解菌、抑机会致病菌。
不同精胺添加水平断奶五指山仔猪代谢组学研究
QC-PCA与PLS-DA证数据可靠。回肠中0.01%组差异代谢物34个(4上/30下),0.03%组44个(37上/7下);结肠中分别为24与69个。回肠精胺本身升高(0.03%更显著),结肠未检出。KEGG示0.01%组回肠富集药物代谢、结肠富集嘌呤/嘧啶代谢;0.03%组回肠富集组氨酸代谢、结肠富集氨基酸生物合成。表明低剂量偏重解毒与核酸代谢稳态,高剂量偏合成代谢重编程。
讨论部分总结
研究人员指出,精胺效益呈剂量依赖:低剂量通过促上皮细胞增殖、上调紧密连接、抑NF-κB/MAPK减轻断奶炎症,与啮齿及商品猪结论一致;0.01%精胺同步提升Prevotella(产SCFAs)并压制Streptococcus(机会致病),伴随DNA合成与免疫代谢物上行,嘌呤/嘧啶通路利于ATP-腺苷转换与上皮修复。0.03%精胺则现促炎因子回升、有益菌缩减、代谢容量下降,符合多胺过量致氧化应激与毒性代谢累积的阈值假说。代谢段特异性源于小肠吸收与结肠菌源多胺氧化降解差异。研究受n=6/组限制,但作为五指山猪首报具奠基意义;后续需扩样本、延周期并解析多胺分解与氧化还原机制。
结论部分翻译
在断奶五指山仔猪中,适度饲粮精胺补充(0.01%)通过协同改善消化酶活性、黏膜抗炎信号及菌群组成与功能,缓解断奶相关肠道功能障碍;反之,较高补充量(0.03%)削弱或逆转上述收益,伴发促炎偏移、不利微生物变化及代谢容量降低。
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