基于肠道菌群紊乱研究奶牛乳腺炎易感性增强的分子机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772812
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1809.临床兽医学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The increased incidence of dairy cattle mastitis can be caused by feeding concentrate. However, the associated mechanism remains unclear. According to the pathomechanism that alterations in intestinal microbiota will lead to subclinical endotoxemia which causes chronic systemic low-grade inflammation, and combined with our previous studies which confirmed that LPS could disrupt the Milk-Blood Barrier and decrease the threshold of neutrophil cross Milk-Blood Barrier, we suggest a scientific hypothesis that stress factors such as feed change could lead to the increases of ‘harmful bacteria’ in the intestines and LPS in blood which disrupts the Milk-Blood Barrier and enhance the susceptibility of mastitis. Therefore, we carried out the following studies: firstly, we validate the relationship between alterations of intestinal microbiota and the increases of blood LPS and analysis the effects of LPS on Milk-Blood Barrier through the model of subclinical endotoxemia. Secondly, we detect the susceptibility of mastitis through the stimulation of pathogenic bacteria. Finally, we detect the relationship between intestinal microbiota and the occurrence of dairy cattle mastitis through metagenomics and metabonomics method to reveal the mechanism of the relativity on increased incidence of dairy cattle mastitis with alterations in intestinal microbiota. This project will provide a valuable theoretical base to develop functional additives, probiotics, and traditional Chinese medicine products and develop new ideas for prevention and treatment of mastitis.
针对奶牛增喂精饲料可引发乳腺炎发病率升高但关联机制不明这一临床问题,依据肠道菌群紊乱能导致亚临床内毒素血症并引发机体系统性慢性低度炎症的病理机制,结合课题组已证实乳腺灌注LPS可破坏血乳屏障,降低中性粒细胞跨血乳屏障阈值的研究基础,提出饲料变更等应激因素,导致肠道菌群紊乱,大量“有害菌”滋生,产生过量LPS入血,破坏血乳屏障,增加乳腺炎易感性这一科学假设,展开如下研究:首先构建肠源性亚临床内毒素血症模型,验证肠道菌群紊乱与血中LPS升高的相关性,分析LPS对血乳屏障机能的影响;然后通过病原刺激,检测肠道菌群紊乱时乳腺炎的易感性变化;最后采用宏基因组和代谢组学方法,观测奶牛胃肠道菌群构成、血中LPS浓度与乳腺炎发生的相关性,筛出“有害菌”,揭示肠道菌群紊乱与奶牛乳腺炎易感性增加的关联性机制,从而为探寻相关功能性饲料、微生态制剂和中医药产品研发,开辟奶牛乳腺炎新的防治途径提供研究思路和理论指导

结项摘要

乳腺炎是奶牛尤其是高产奶牛最为重要的疾病。传统观念认为,乳腺炎是细菌等病原微生物感染乳腺引起的局部炎症反应。但在临床实践中,有些乳腺的乳汁中只是表现为体细胞数升高,却分离不到病原菌;此外,奶牛乳腺炎常继发或伴发于前胃迟缓和亚急性瘤胃酸中毒(SARA)等消化紊乱性疾病;并且,针对乳腺的局部治疗效果有限。因此,我们推测乳腺炎的发生除与外源性病原微生物感染有关外,尚存在内源性致病途径。据此我们开展了以下研究:.首先,通过混合抗生素扰乱小鼠肠道菌群,检测肠道菌群紊乱与乳腺炎的关系,结果表明,肠道菌群紊乱可以导致血乳屏障渗透性增加,诱发乳腺炎症(内源性乳腺炎)。当存在金葡菌感染时,肠道菌群紊乱的小鼠乳腺炎症更加明显,而给与肠道菌群紊乱的小鼠移植健康小鼠粪便显著缓解了乳腺炎症反应,表明肠道菌群紊乱加剧乳腺炎的严重程度。.进一步研究发现,抗生素处理导致肠道内短链脂肪酸(SCFAs)产生菌以及SCFAs含量显著降低,对小鼠补充SCFAs和丁酸产生菌显著缓解了金葡菌诱导的血乳屏障渗透性的增加以及乳腺炎症反应。.随后,通过对奶牛饲喂8周高精料诱导SARA这一典型的瘤胃菌群紊乱动物模型发现,瘤胃菌群紊乱诱发奶牛乳腺炎,进一步研究表明,瘤胃源的LPS可通过血液循环到达泌乳的乳腺,诱发乳腺炎,此外SARA奶牛瘤胃内丰度大量升高的寡养单胞菌同样是诱发乳腺炎的重要诱因。.据此推测,肠道菌群与乳腺炎之间存在密切关联,提示机体可能存在“肠-乳轴”,并且肠道细菌和/或其代谢产物迁移可能是“肠-乳轴”相互关联的重要途径之一。该研究同时还提示我们,机体各组织器官是一个相互关联的整体,局部器官疾病(如乳腺)的防治不能只关注局部(如乳腺),还要考虑整体,特别是维护肠道(瘤胃)菌群的平衡,可能是防治乳腺炎以及其他其器官疾病重要因素。这不仅为临床防治奶牛乳腺炎提供新的理论指导和实验依据,而且对动物其他系统性、代谢性和感染性疾病的防治具有重要的借鉴意义。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Clostridium tyrobutyricum alleviates Staphylococcus aureus-induced endometritis in mice by inhibiting endometrial barrier disruption and inflammatory response
酪丁酸梭菌通过抑制子宫内膜屏障破坏和炎​​症反应减轻金黄色葡萄球菌引起的小鼠子宫内膜炎
  • DOI:
    10.1039/c9fo00654k
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
    FOOD & FUNCTION
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Hu, Xiaoyu;Guo, Jian;Fu, Yunhe
  • 通讯作者:
    Fu, Yunhe
DNaseI protects lipopolysaccharide-induced endometritis in mice by inhibiting neutrophil extracellular traps formation
DNaseI 通过抑制中性粒细胞胞外陷阱的形成来保护脂多糖诱导的小鼠子宫内膜炎
  • DOI:
    10.1016/j.micpath.2020.104686
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    MICROBIAL PATHOGENESIS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Hao, Haoyang;Yu, Huiyuan;Fu, Yunhe
  • 通讯作者:
    Fu, Yunhe
Aryl hydrocarbon receptor activation by Lactobacillus reuteri tryptophan metabolism alleviates Escherichia coli-induced mastitis in mice.
罗伊氏乳杆菌色氨酸代谢激活芳基碳氢化合物受体可减轻大肠杆菌引起的小鼠乳腺炎
  • DOI:
    10.1371/journal.ppat.1009774
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    PLoS pathogens
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhao C;Hu X;Bao L;Wu K;Feng L;Qiu M;Hao H;Fu Y;Zhang N
  • 通讯作者:
    Zhang N
The gut microbiota contributes to the development of Staphylococcus aureus-induced mastitis in mice
肠道微生物群有助于金黄色葡萄球菌引起的小鼠乳腺炎的发生
  • DOI:
    10.1038/s41396-020-0651-1
  • 发表时间:
    2020-04-27
  • 期刊:
    ISME JOURNAL
  • 影响因子:
    11
  • 作者:
    Hu, Xiaoyu;Guo, Jian;Zhang, Naisheng
  • 通讯作者:
    Zhang, Naisheng
Ping weisan alleviates chronic colitis in mice by regulating intestinal microbiota composition
平味散通过调节肠道菌群组成缓解小鼠慢性结肠炎
  • DOI:
    10.1016/j.jep.2020.112715
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Ethnopharmacology
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Zecai Zhang;Hongyang Cao;Peng Shen;Jiuxi Liu;Yongguo Cao;Naisheng Zhang
  • 通讯作者:
    Naisheng Zhang

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其他文献

β-HB对牛皱胃平滑肌细胞活性影响——MTT法和CCK-8法的比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢光洪;许远靖;田武林;李彬;魏腾;张乃生;刘国文
  • 通讯作者:
    刘国文
L-选择素分子结构与功能的研究进
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    动物医学进展,2005,26(1):1-5.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李英俊;臧丽;张乃生
  • 通讯作者:
    张乃生
高剂量铜对断乳仔猪血液激素和生长因子水平的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国兽医科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高原;刘国文;王哲;张乃生
  • 通讯作者:
    张乃生
金黄色葡萄球菌FnBP配体结合区基因的克隆及其原核表达
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    安徽农业科学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张艳晶;尹荣兰;杨琦;刘辉;杨正涛;曹永国;张乃生;刘珊
  • 通讯作者:
    刘珊
奶牛乳腺的防御机制与乳腺炎病理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    动物医学进展,2006,27(11):33-37.
  • 影响因子:
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  • 作者:
    臧丽;李英俊;张乃生
  • 通讯作者:
    张乃生

其他文献

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AI技术路线图

张乃生的其他基金

奶牛“瘤胃源性乳腺炎”病理机制及防治研究
  • 批准号:
    32330105
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    221 万元
  • 项目类别:
    重点项目
基于肠道菌群紊乱探究奶牛乳腺炎发病机制
  • 批准号:
    31972749
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NLRP3炎性体对奶牛乳腺炎症发生的调控机制
  • 批准号:
    31472248
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    88.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
TLR4信号转导干预调控奶牛乳腺炎症反应的研究
  • 批准号:
    31272622
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    77.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
奶牛乳腺黏膜抗感染免疫机制研究
  • 批准号:
    30972225
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
金葡菌荚膜多糖二价完全抗原制备及对奶牛乳腺炎的免疫调控
  • 批准号:
    30771596
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 项目类别:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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