植物乳杆菌对小鼠体重、炎症反应及肠道健康的影响_伊婷.pdf
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1、动物营养学报,():植物乳杆菌对小鼠体重、炎症反应及肠道健康的影响伊 婷 乔家运 李玉鹏,李海花(天津农学院动物科学与动物医学学院,天津市农业动物繁育与健康养殖重点实验室,天津;天津师范大学生命科学学院,天津市动物多样性保护与利用重点实验室,天津;天津市农业科学院畜牧兽医研究所,天津;天津市畜禽分子育种与生物技术重点实验室,天津;天津市畜禽健康养殖工程技术中心,天津)摘 要:本试验旨在研究植物乳杆菌对小鼠体重、肠道形态、血清炎症因子、盲肠内容物短链脂肪酸()及肠道菌群的影响。试验选用 只 周龄雌性昆明小鼠,随机分为对照组和植物乳杆菌组,每组 只。植物乳杆菌组小鼠每日灌胃浓度为 的植物乳杆菌悬液
2、,灌胃量为 只,对照组小鼠每日灌胃等量生理盐水。试验期为 。结果表明:)与对照组相比,灌胃植物乳杆菌对小鼠体重、增重率没有显著影响()。)与对照组相比,植物乳杆菌组小鼠空肠绒隐比显著上升()。)与对照组相比,植物乳杆菌组盲肠内容物总 含量显著升高(),而血清炎症因子反应蛋白()、肿瘤坏死因子()、白细胞介素()含量无显著变化()。)与对照组相比,植物乳杆菌组小鼠盲肠内容物中乳杆菌属的相对丰度极显著升高(),有益菌相对丰度上升,同时潜在的致病菌相对丰度下降。综上所述,灌胃植物乳杆菌能够改善小鼠肠道形态,提高小肠吸收能力,提高优势菌属的相对丰度,有利于肠道健康。关键词:植物乳杆菌;小鼠;肠道菌群;
3、肠道形态;炎症因子中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:天津市自然科学基金();天津市“”创新型人才团队()作者简介:伊 婷(),女,河南焦作人,硕士研究生,研究方向为动物性食品生产与安全。:通信作者:李海花,副教授,硕士生导师,:乳酸菌对机体有诸多有益作用,如调节肠道菌群环境、提高机体免 疫 能 力、改 善 生 长 性 能等。植 物 乳 杆 菌(,)是一种常见的乳酸菌,也是人体肠道微生物的重要成员。植物乳杆菌具有耐酸、抑菌、抗氧化、免疫调节以及缓解神经系统疾病等作用。有研究表明,添加源自健康婴儿粪便的植物乳杆菌 调节仔猪肠道固有免疫,可通过抑制 样受体(,)介导的丝裂原活
4、化 蛋 白 激 酶(,)抵制产肠毒素型大肠杆菌(,)的 攻 击。等发现,在营养不良的情况下,从果蝇肠道中分离的菌种 可调节小鼠幼体生长,肠道微生物群与促生长激素相互作用,进而改善慢性营养不良。等通过对鱼的肠道菌群筛选分析,得到具有抗酸、抗胆汁和抗盐特性的乳酸菌菌群,其中 种鉴定为植物乳杆菌,它们具有较强的清除自由基能力。另外,有研究发现最初从人类唾液分离的植物乳杆菌 对抗炎活性相关基因有诱导作用,确定了与健康成人免疫耐受建立相关的黏膜基因表达模式和细胞通路。本研究团队前期发现,从健康猪粪便中分离鉴定出的植物乳杆菌能有效抑制致病性大肠杆菌生长,能通过抑制 磷酸化和阻断核因子(,)信号通路 期伊
5、婷等:植物乳杆菌对小鼠体重、炎症反应及肠道健康的影响缓解产肠毒素型大肠杆菌引起的肠上皮细胞炎症反应,对肠道屏障功能有良好的改善效果。小肠是体内微生物主要的存在部位,肠道形态能够直接反映肠道消化吸收的能力。肠道菌群是衡量机体健康状况的重要指标,菌群失调已被证实与多种疾病相关。肠道菌群分解肠道内碳水化 合 物 产 生 短 链 脂 肪 酸(,),可为肠道微生物群提供营养。然而,目前关于植物乳杆菌对动物肠道菌群调控方面的影响却鲜见报道。反应蛋白(,)是在组织受损时含量急剧上升的蛋白质,与 肿 瘤 坏 死 因 子 (,)、白细胞介素 (,)一起作为损伤标记物,提示炎症发生。尽管已经明确植物乳杆菌能够抑制
6、致病性大肠杆菌引起的肠上皮细胞炎症反应,具有多种益生作用,但是植物乳杆菌对动物机体单独作用时是否有致炎作用,以及对肠道健康的影响尚不十分清楚。本文以小鼠为试验动物,通过分析猪源植物乳杆菌对小鼠空肠结构、炎症相关指标、盲肠内容物 以及肠道菌群的影响,探究植物乳杆菌对小鼠炎症反应及肠道健康的影响,为植物乳杆菌在动物生产中的应用提供理论依据。材料与方法 试验材料 试验用植物乳杆菌由天津农学院动物科学与动物医学学院实验室保存。将菌种进行增菌培养,计数后用生理盐水稀释至 用于后续试验。试验动物为 只无特定病原体()级雄性昆明小鼠,约 周龄,体重 。自然光照下,小鼠饲养温度为 ,采用自由饮水和采食的方式饲
7、养。试验动物与饲粮均购自中国食品药品检定研究院。将 只小鼠随机分为 组,分别为对照组和植物乳杆菌组,每组 只,试验期为。试验开始前 天进行预饲,试验开始后对照组小鼠每日灌胃生理盐水 只,植物乳杆菌组小鼠每日灌胃浓度为 的植物乳杆菌悬液,灌胃量为 只。样品采集 灌胃试验结束后,对照组和植物乳杆菌组分别随机取 只小鼠,摘除眼球取血至 离心管中,离心 分离血清,液氮速冻,置于 密封保存用于血清学指标测定。处死小鼠后,对照组和植物乳杆菌组各采集 只小鼠盲肠内容物于 管中,置于 密封保存用于 含量的测定和 扩增子测序试验;将小肠的空肠部分浸于 甲醛溶液内固定,用于制作组织切片。测定指标与方法 体重的测定
8、和增重率的计算 记录 只小鼠初始体重和终末体重,称重前小鼠禁食 ;根据初始体重和终末体重计算增重率,计算公式如下:增重率()(终末体重初始体重)初始体重。血清学指标及盲肠内容物 含量的测定 将血清样本取出于 解冻,采用酶联免疫吸附测定()试剂盒(购于美国 公司)测定血清中、以及 的含量。将盲肠内容物从 取出于 解冻,取 放入 管中加入纯水混匀,离心 取上清液,用气相色谱法对乙酸、丙酸、丁酸及总 含量进行测定。小肠组织切片的制作和观察于 甲醛溶液取出小鼠空肠,切成约 的小段放入包埋盒中,水洗过夜,用酒精和二甲苯脱水透明,石蜡浸没包埋,以厚度 切片,展片后贴在载玻片上烘干,二甲苯脱蜡,依次经过浓度
9、从高到低的酒精,苏木素伊红染色后,脱水透明,用中性树胶进行封固。使用 正倒置一体显微镜观察切片并记录绒毛高度(,)、隐窝深度(,),测量时每个样品选取 个视野,每个视野内取 根绒毛和 个隐窝;根据 和 计算绒隐比()。扩增子测序 将小鼠盲肠内容物样本解冻,采用 法提取样品总基因组。琼脂糖凝胶检测 浓度和纯度。按浓度用无菌水将 稀释至 。利用保守区设计通用引物扩增 基因的 区,由北京诺禾致源生物信息技术有限公司在 平台上进行测序。默认以相似度大于 的序列聚类成为操作分类 单 元(),使 用 软 件(动 物 营 养 学 报 卷)计算 指数、指数、指数和 指数,分别在门和属水平上统计各样本的群落组成
10、,进行物种注释分析并绘制物种相对丰度柱形图,选择相对丰度排名前 的物种,用相对丰度的平均值来计算在各组中的比例。数据统计分析 通过 分析软件,采用独立样本 检验对 组数据进行处理分析,表示差异显著,表示差异极显著。表中数据以“平均值标准误”表示。结果与分析 植物乳杆菌对小鼠体重的影响 由表 可知,与对照组相比,植物乳杆菌组小鼠初始体重、终末体重以及增重率均无显著差异()。表 植物乳杆菌对小鼠体重的影响 项目对照组 植物乳杆菌组 值初始体重 终末体重 增重率 同行数据肩标无字母表示差异不显著(),不同小写字母表示差异显著(),不同大写字母表示差异极显著()。下表同。,(),(),()植物乳杆菌对
11、小鼠肠道形态的影响 由表 可知,与对照组相比,灌胃植物乳杆菌后小鼠空肠 和 虽变化不显著(),但在数值上 有所升高、有所降低,同时 显著提高(),表明植物乳杆菌可以改善小鼠肠道形态。表 植物乳杆菌对小鼠肠道形态的影响 项目对照组 植物乳杆菌组 值绒毛高度 隐窝深度 绒隐比 植物乳杆菌对小鼠血清学指标及盲肠内容物 含量的影响 由表 可知,与对照组相比,灌胃植物乳杆菌后小 鼠 血 清 中 促 炎 性 细 胞 因 子(、)的含量无显著差异(),但均表现出一定的下降趋势。由表 可知,植物乳杆菌组小鼠盲肠内容物中乙酸、丙酸、丁酸含量虽与对照组的差异不显著(),但从数值上看均有所增加,同时总含量较对照组显
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