丁酸梭菌对仔猪大肠杆菌性腹泻的干预机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31402083
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    肖英平
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    C1705.动物营养学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

It is well known that Enterotoxigenic Escherichia coli-induced diarrhea is a severe challenge in pig industry, which has caused great loss to economy. Our previous research works have confirmed that Clostridium butyricum (CB) can relieve Escherichia coli-induced diarrhea in broilers and piglets. This project aims to study the effects of CB on the growth, adhesion, production of enterotoxin in Escherichia coli, and regulation of factors associated with diarrhea and inflammation in porcine intestinal epithelial cells and intestine challenged with Escherichia coli, and analyze intestinal microflora in pigs. Metabolomes of serum, intestinal mucosa and intestinal microflora are measured by GC-MS and LC-MS. Furthermore, a novel research strategy is proposed. The mucosal metabolomes, microbial profile, and metabolic metabolomes of gut microbiota are combined by multivariate statistical methods in order to clarify the interactions of host-gut microbiota. Therefore, we elucidate the mechanism that CB relieves Escherichia coli-induced diarrhea in piglets from the aspects of physiological activity in Enterotoxigenic Escherichia coli,intestinal structure and function, and gut mirobiota and its metablic activity in. This project can provide important theoretical basis for probiotics application and research, and also offer reference information for animal nutrition.
仔猪大肠杆菌性腹泻是养猪业面临的严峻挑战，带来巨大的经济损失。我们实验室的前期研究表明丁酸梭菌可以减缓由产肠毒素大肠杆菌引起的肉鸡下痢和仔猪腹泻，本项目拟在此基础上研究丁酸梭菌对大肠杆菌的生长、粘附抑制和肠毒素产生的影响，以及对大肠杆菌刺激仔猪肠道上皮细胞和肠道组织中与腹泻、炎症相关因子的调控作用，并分析仔猪肠道菌群结构。同时运用基于GC-MS和LC-MS的代谢组学方法，研究丁酸梭菌对大肠杆菌感染仔猪肠道黏膜代谢组和肠道菌群代谢谱的影响。并进一步采用新的研究策略，运用多变量统计分析将仔猪肠道黏膜代谢组、肠道菌群代谢谱、肠道菌群结构相关联，进行共变异分析，阐明肠道微生物与肠道间的相互作用关系。从大肠杆菌的生理活动、肠道结构和生理功能、肠道菌群及其代谢活性角度阐明丁酸梭菌减缓仔猪大肠杆菌性腹泻的作用机制，以期为益生菌的研究运用提供重要的理论基础，也为动物营养与病理研究提供参考。

结项摘要

仔猪大肠杆菌性腹泻是养猪业面临的严峻挑战，带来巨大的经济损失。我们实验室的前期研究表明丁酸梭菌（Clostridium butyrium, CB）可以减缓由产肠毒素大肠杆菌（Entertoxigenic Escherichia coli, ETEC）引起的肉鸡下痢和仔猪腹泻。本项目拟在此基础上通过体外细胞实验模型，阐明了丁酸梭菌对 ETEC 粘附抑制作用和肠毒素产生的影响。通过饲料中添加丁酸梭菌的仔猪饲养实验，分析仔猪空肠和盲肠的菌群结构和大肠杆菌数量以及炎症反应。结果表明，CB处理组显著抑制了ETEC黏附基因FaeG和产肠毒素基因estA、estB的表达（P＜0.05）。与对照组相比，ETEC处理IPEC-J2后，IPEC-J2促炎因子IL-1β、IL-2、IL-6和IL-8表达水平显著升高（P＜0.05），炎症抑制因子IL-10显著降低（P＜0.05）。而添加CB干预后，与ETEC处理组相比，IPEC-J2促炎因子IL-1β、IL-2、IL-6和IL-8表达水平显著降低（P＜0.05），炎症抑制因子IL-10显著升高（P＜0.05）。丁酸梭菌脂磷壁酸（BAC-TA）高浓度（0.15mmol/L）短时间（0.5h）和低浓度（0.05mmol/L）长时间（24h）均可降低IPEC-J2细胞TNF-α分泌量，提高IL-10分泌量；同时也提高TLR2 和TLR9基因的表达。此外，BAC-TA阻止LPS诱导的IPEC-J2细胞p65, p38MAPK和 ERK1/2磷酸化。采用特殊的抗体阻断NF-κB, p38MAPK和ERK1/2 信号通路，可降低TNF-α and IL-10的表达，但是阻断TLR4受体对TNF-α 和IL-10表达无影响。日粮添加500和2000g/Kg的丁酸梭菌对断奶仔猪平均日增重、平均日采食量、料肉比和各免疫器官指数并无显著影响（P>0.05）；与对照组相比，日粮添加丁酸梭菌显著降低了断奶仔猪的料肉比和腹泻率（P<0.05），死淘率也有降低的趋势。仔猪空肠中厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）、蓝藻菌门（Cyanobacteria）、广古菌门（Euryachaeota）和变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门，其中各组的厚壁菌门的相对丰度都在75%左右。在属的水平上，对照组中埃希氏菌属（Esche

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
丁酸梭菌调节肠道健康的作用机制
  • DOI：
    10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2016.22.012
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    饲料研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    桂国弘;徐娥;杨华;项云;肖英平
  • 通讯作者：
    肖英平
The fecal microbiota composition of boar Duroc, Yorkshire, Landrace and Hampshire pigs.
杜洛克猪、约克夏猪、长白猪和汉普夏猪的粪便微生物群组成。
  • DOI：
    10.5713/ajas.16.0746
  • 发表时间：
    2017-10
  • 期刊：
    Asian-Australasian journal of animal sciences
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiao Y;Li K;Xiang Y;Zhou W;Gui G;Yang H
  • 通讯作者：
    Yang H
仔猪肠道微生物宏基因组的研究分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    浙江畜牧兽医
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    项云;章啸君;屠平光;楼芳芳;肖英平
  • 通讯作者：
    肖英平
基于高通量测序的丁酸梭菌对肉鸡盲肠菌群结构的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    浙江农业学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    肖英平;杨彩梅;代兵;李开锋;陈镜刚;杨华
  • 通讯作者：
    杨华
Microbial composition in different gut locations of weaning piglets receiving antibiotics.
接受抗生素的断奶仔猪不同肠道位置的微生物组成。
  • DOI：
    10.5713/ajas.16.0285
  • 发表时间：
    2017-01
  • 期刊：
    Asian-Australasian journal of animal sciences
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Li K;Xiao Y;Chen J;Chen J;He X;Yang H
  • 通讯作者：
    Yang H

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
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  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • 发表时间：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    肖鸣鹤;肖英平;吴志强;胡向萍
  • 通讯作者：
    胡向萍

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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