枸杞多糖膳食补充调节猫血清代谢组学特征与肠道菌群

《Animals》：Dietary Lycium barbarum Polysaccharide Supplementation Modulates Serum Metabolomic Profiles and Gut Microbiota in Felines

　　

功能性宠物食品日益被开发用于支持宿主代谢与肠道健康。枸杞多糖（Lycium barbarum polysaccharide，LBP）作为枸杞的主要生物活性成分，据报具有抗氧化、抗炎、免疫调节及肠道菌群调节作用；然而其在家猫中的效应仍不明确。本研究探讨膳食补充LBP对成年猫血清代谢组学特征与肠道菌群的影响。二十四只健康成年中华田园猫（1.50±0.50岁；3.70±0.80 kg）经体重均衡分配至四组（每组n=6）：基础日粮组（C）及基础日粮分别补充0.2%（L）、0.3%（M）、0.4%（H）LBP组。经1周适应期后正式饲喂8周。评估生长相关指标、健康评分、血液学与血清生化参数、非靶向血清代谢组学及粪便16S rRNA基因测序。结果表明，LBP补充未显著影响体重、平均日采食量、体况评分、粪便评分、被毛评分、血液学指标或血清生化参数。代谢组学分析显示LBP主要影响脂质代谢、不饱和脂肪酸生物合成、支链氨基酸（branched-chain amino acid，BCAA）代谢、赖氨酸降解及蛋白质消化吸收相关通路。菌群分析显示α多样性、群落结构及Olsenella、Bifidobacterium、Catenibacterium、Peptoclostridium、Collinsella、Clostridium等分类单元相对丰度发生变化。相关性分析提示关键菌属与脂肪酸及氨基酸代谢相关血清代谢物间存在潜在关联。综上，膳食LBP在不引起成年猫不良反应的前提下改变了血清代谢特征与肠道微生物组成，这些探索性发现需在更大规模猫研究中确认，且未确立最佳补充水平。

研究背景方面，随着宠物饲养规模扩大及健康管理意识提升，宠物食品正从基础营养供给转向具备营养支持、健康调节与疾病预防潜力的功能性日粮。天然植物源生物活性成分因来源广、安全性较高且具多靶点调节特性而受关注。LBP作为枸杞主要活性组分，在抗氧化、抗炎、免疫调节及菌群调控方面已有报道，且在动物模型中可调节脂质代谢与菌群组成；但其在宠物营养尤其猫中的应用证据有限，对猫血清代谢与肠道菌群的作用机制不明。猫为专性食肉动物，物种特异性代谢使得功能添加剂效应更易体现在代谢稳态与微生物响应而非生长指标上。为此，研究人员以健康成年猫为模型，设置0.2%、0.3%、0.4%三档LBP补充水平，结合非靶向代谢组学与16S rRNA扩增子测序，系统探查LBP的调控效应与剂量特征，为该成分作为功能性猫粮配料提供理论与实验支撑。该文发表于《Animals》。

关键技术方法上，研究人员采用二十四只健康成年中华田园猫，按体重均衡分配为对照组与三档LBP补充组（n=6/组），单笼饲养8周。血液学指标由自动兽医血液分析仪测定，血清生化由自动生化分析仪完成；非靶向血清代谢组学经LC–MS/MS（Vanquish UHPLC-Orbitrap Exploris 120）采集，XCMS进行峰提取与对齐，NovoMetDB及KEGG/HMDB/LIPID MAPS注释，metaX做PCA与PLS-DA；粪便菌群靶向16S rRNA V3–V4区扩增，Illumina NovaSeq测序，QIIME 2+DADA2推断ASV，LEfSe（LDA>4.0）甄别差异分类单元；统计采用SPSS 27，连续变量经Shapiro–Wilk与Levene检验后行ANOVA或Kruskal–Wallis，代谢组以VIP>1.0、p<0.05、FC>1.2或<0.833筛差异代谢物，菌-代谢物关联用Spearman相关并Benjamini–Hochberg校正。

研究结果部分，3.1生长性能与健康状态显示，8周干预后各组初末体重、绝对及百分比体重变化、平均日采食量（average daily feed intake，ADFI）、体况评分（body condition score，BCS）、粪便评分与被毛评分均无显著差异（p>0.05），表明0.2–0.4% LBP未产生明显不良表型。3.2血液学与血清生化参数中，白细胞、红细胞、血红蛋白、血小板及白蛋白、总蛋白、ALT、AST、BUN、肌酐、胆固醇等组间无显著差异，提示肝肾功能、蛋白与常规脂质代谢未受扰。3.3非靶向血清代谢组学中，PLS-DA仅L vs. C模型Q²Y=0.40具中等预测力，M、H组模型Q²Y为负故作探索视读；差异代谢物数呈L(179)>M(93)>H(71)且下调为主，Venn显示三组共有6个核心代谢物；KEGG富集示L组偏向脂肪酸生物合成与BCAA合成/降解，M组集中不饱和脂肪酸生物合成（神经酸降、亚油酸升），H组涉足BCAA降解、赖氨酸降解、蛋白质消化吸收及丙酸代谢（H-Val-Val-OH、Leu、Val、Lys、哌可酸降，亚油酸与2-甲基丁酸升）。3.4肠道菌群结构方面，稀释曲线与Good’s coverage>0.99证测序饱和；α多样性中L组Shannon与Chao1显著低于C，M部分恢复，H组Shannon与C无差且Chao1高于L；β多样性（Bray–Curtis PCoA+ANOSIM）示C vs. L(R=0.520,p=0.002)、C vs. M(R=0.672,p=0.005)、C vs. H(R=0.270,p=0.043)群落结构均分离；门水平Actinomycetota+Bacillota占>95%，L/M组放线菌门升厚壁菌门降、H组回调；属水平Olsenella随L/M升H降，Bifidobacterium对照高而L/M降H回升，Collinsella、Clostridium等波动；LEfSe示C组标志为Ligilactobacillus/Collinsella/Catenibacterium，L组Actinomycetota，M组Olsenella，H组Clostridia/Solobacterium。3.5菌群-代谢物相关分析中，Catenibacterium与神经酸正相关（r=0.66,p<0.001，FDR q<0.10），Bifidobacterium与神经酸正相关（r=0.55,p<0.01），Olsenella与Leu/神经酸负相关（r=-0.58/-0.55,p<0.01），Clostridium与Leu/Val/多种脂肪酸正相关，Peptoclostridium与棕榈油酸正相关，整体提示菌群重构与脂/氨基酸代谢物变动存在关联但非因果。

讨论部分指出，LBP在0.2–0.4%未损猫基础健康，效应主要体现于代谢与菌群层面而非生长；差异代谢物数随剂量非单调，低剂量响应最广、中剂量聚焦不饱和脂酸、高剂量偏氨基酸/蛋白通路，反映阈值或底物利用差异；菌群α多样性低剂量抑制、高剂量回升，门/属级重塑与Olsenella等核心属驱动有关；菌-代谢物相关为探索性关联，不能推定产物来源或因果；研究局限含样本小、非计算机随机、基础日粮与LBP批次未独立表征、PLS-DA中两模型预测弱、16S无功能验证等。结论部分原文译述为：在本实验条件下，约0.2%、0.3%、0.4% LBP补充未显著影响健康成年猫体重、采食量、健康评分、血液学及血清生化指标；探索性血清代谢组学与16S rRNA测序提示补充伴随代谢特征与肠道菌群组成差异，仅L vs. C的PLS-DA具中等预测力，M/H模型预测有限，故发现属初步性质；该研究支持将LBP作为猫日粮潜在功能配料进一步探究，但未确立最佳补充水平或因果性菌群-代谢物机制。