近日，微生物學(xué)權(quán)威期刊《微生物組》（Microbiome）在線發(fā)表畜禽營(yíng)養(yǎng)與飼養(yǎng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室咼于明教授團(tuán)隊(duì)的研究論文《糞厭氧棒桿菌CML199通過(guò)丁酸鹽介導(dǎo)的腸-骨軸促進(jìn)骨骼發(fā)育并減緩衰老引起的骨質(zhì)流失》（Anaerostipes caccae CML199 enhances bone development and counteracts aging-induced bone loss through the butyrate-driven gut-bone axis: the chicken model）1。
該研究以蛋雞為模型，解析了骨骼發(fā)育規(guī)律及其與腸道菌群的關(guān)聯(lián)性，挖掘到一株具有骨調(diào)節(jié)作用的雞源益生菌糞厭氧棒桿菌CML199（Anaerostipes caccae CML199，ANA），且進(jìn)一步探討了其促進(jìn)育成期蛋雞骨骼發(fā)育和減輕衰老蛋雞骨質(zhì)流失的機(jī)制。
在包括鳥(niǎo)類和哺乳動(dòng)物在內(nèi)的高等脊椎動(dòng)物中，骨骼是一個(gè)多功能器官，對(duì)于支持姿勢(shì)和運(yùn)動(dòng)、保護(hù)內(nèi)臟器官、維持礦物質(zhì)代謝平衡和調(diào)節(jié)內(nèi)分泌功能至關(guān)重要。骨骼的發(fā)育和重塑受多種因素調(diào)節(jié)，例如遺傳因素、營(yíng)養(yǎng)因素、環(huán)境因素、激素和免疫細(xì)胞等。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物及其代謝產(chǎn)物均能參與上述調(diào)節(jié)過(guò)程來(lái)影響骨代謝（團(tuán)隊(duì)前期將相關(guān)研究進(jìn)展以綜述的形式發(fā)表于Bone research期刊上2）。
與哺乳動(dòng)物不同，雌性鳥(niǎo)類由于其產(chǎn)蛋特性而表現(xiàn)出高度活躍的骨重塑。本研究以蛋雞為模型，首先解析了10-90周齡蛋雞的骨骼發(fā)育規(guī)律和盲腸微生物群落的演替規(guī)律，發(fā)現(xiàn)蛋雞骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育模式區(qū)別于哺乳動(dòng)物，衰老會(huì)導(dǎo)致髓質(zhì)骨體積不斷增加，逐漸取代骨小梁并填充骨髓腔，且骨代謝過(guò)程逐漸減弱。
通過(guò)關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)部分梭菌目的菌株與蛋雞骨骼發(fā)育顯著相關(guān)，并篩選到四株與骨代謝相關(guān)的菌株，其中ANA在體內(nèi)和體外對(duì)骨形成的促進(jìn)作用最為顯著。最后，通過(guò)長(zhǎng)達(dá)72周的蛋雞飼養(yǎng)試驗(yàn)證實(shí)日糧持續(xù)補(bǔ)充ANA菌粉可提高蛋雞的骨代謝和改善骨髓免疫微環(huán)境來(lái)促進(jìn)育成期骨骼發(fā)育，且蛋雞育成期累積的骨量有助于延緩衰老引起的骨小梁損失，其機(jī)制可能與 ANA的代謝產(chǎn)物丁酸及可其持續(xù)改善蛋雞的腸道微環(huán)境相關(guān)。
該工作對(duì)深入探究骨代謝與腸道微生物的互作關(guān)系和機(jī)制、挖掘腸道微生物資源提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)儲(chǔ)備，也對(duì)蛋雞的長(zhǎng)周期養(yǎng)殖模式和促進(jìn)畜禽健康養(yǎng)殖具有重要意義。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2024屆博士畢業(yè)生呂正天為論文第一作者，咼于明教授和劉丹副教授為論文的共同通訊作者，胡永飛教授對(duì)本研究給予了大力支持。該工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才發(fā)展計(jì)劃的資助。
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