项目文章 | 益生元对亚洲象肠道疾病的治疗机制

Result1 补充菊粉可治愈病象肠绞痛，改善肠道菌群

通过16S rRNA测序对微生物群组成进行分析，显示与未给予菊粉治疗组（pre-inulin）相比，菊粉给药治疗组（post-inulin）中的α多样性显著上升。PCoA结果显示，post-inulin组的微生物群落结构发生了较大变化，更接近健康对照组。厚壁菌门和拟杆菌门是所有大象中最丰富的门，在pre-inulin组中厚壁菌和拟杆菌的比例更高，给予菊粉治疗后螺旋菌的比例增加。聚类热图结果表明，健康对照组、pre-inulin组、post-inulin组大象的肠道菌群结构显著不同，Lachnospiraceae_AC2044_group和Fibrobacter、Bacteroidales_UCG-001在pre-inulin组中较低。LEfSe结果显示，菊粉处理后，Lachnospiraceae_UCG_009和Treponema的含量显著增加。此外，菊粉处理后，病象粪便中乙酸、丙酸、丁酸浓度略有升高。

图1. 补充菊粉可治愈病象肠绞痛，改善肠道菌群

Result2 移植菊粉治疗后的大象粪便菌群可提高小鼠免疫力

为了验证“菊粉-微生物群”的功效，该团队将病象治疗前后的粪便菌群移植到小鼠体内。结果表明，相对于对照小鼠，FMT小鼠体重增加和白色脂肪组织重量减少。在禁食5小时后，三组小鼠的血糖含量无显著差异。移植病象治疗前的粪便菌群的小鼠（Pre-FMT）的结肠质量和绒毛长度较低，这很大程度上反映了宿主消化纤维素能力的下降。通过对移植病象治疗后的粪便菌群的小鼠（Post-FMT）生理功能的测定，发现“菊粉-肠道菌群”促进了小鼠肠道细胞增殖，降低炎症相关指标，增加短链脂肪酸的含量。这些结果表明菊粉可以提高小鼠短链脂肪酸浓度和肠道免疫屏障，从而减少微生物群入侵和促炎基因表达，这可能是菊粉对绞痛具有保护作用的基础。

图2. “菊粉-肠道菌群”通过FMT影响小鼠能量代谢

图3. “菊粉-肠道菌群”通过FMT影响小鼠免疫和营养转运

Result3 移植“菊粉-肠道菌群”改变小鼠的微生物群和生理功能

微生物多样性测序结果显示，移植后的肠道微生物群与宿主大象的肠道微生物组相似。与对照组相比，移植大象粪便的小鼠的α多样性普遍降低。PCoA结果显示，三组之间的微生物组成上存在显著差异。同时三组之间在属水平上的特征菌也具有明显差异。Muribaculaceae、Blautia、Muribaculum、Oscillibacter、Bilophila和Rikenellaceae_RC9富集在Post-FMT组。而在Pre-FMT组中富集了Enterorabdus和Desulfovibrio。此外，通过菌属丰度与生理指标的相关性分析，结果表明Blautia、Muribaculum和Bilophila与结肠紧密连接蛋白（Occludin和Claudin-2）呈正相关，也与SCFA转运蛋白MCT1呈正相关，Desulfovibrio与MCT1呈负相关。

图4. 移植“菊粉-肠道菌群”改变小鼠的微生物群和生理功能

参考文献

Bo T, Liu H, Liu M, Liu Q, Li Q, Cong Y, Luo Y, Wang Y, Yu B, Pu T, Wang L, Wang Z, Wang D. Mechanism of inulin in colic and gut microbiota of captive Asian elephant. Microbiome. 2023 Jul 6;11(1):148. doi: 10.1186/s40168-023-01581-3. PMID: 37408039; PMCID: PMC10324157.

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排版人：七七

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