熊果酸通过调控肠道菌群-代谢轴重塑肉鸡Treg/Th17平衡及肠道健康的机制研究

《Poultry Science》:Ursolic Acid Modulates Gut Microbiota and Metabolites to Enhance Treg/Th17 Balance and Intestinal Health in Broilers

【字体: 时间:2026年01月15日 来源:Poultry Science 4.2

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  本研究针对集约化养殖中肉鸡免疫抑制和肠道屏障受损的突出问题,系统探讨了熊果酸(UA)通过富益生菌Lactobacillus johnsonii、促进丙酸和色氨酸代谢产物(5-HIAA、IAA)生成,进而调节Treg/Th17平衡、增强肠道屏障功能的分子机制,为无抗养殖提供了新型天然添加剂的理论依据。

  
在现代家禽养殖业中,追求高效生长性能的肉鸡常因高强度生产压力导致肠道屏障功能受损、免疫失衡,进而引发生长抑制和疾病风险。这一问题的核心在于肠道内免疫细胞亚群——调节性T细胞(Treg)与辅助性T细胞17(Th17)之间的动态平衡被打破,Th17细胞过度活化会分泌白介素-17(IL-17)等促炎因子,而Treg细胞功能不足则无法有效抑制炎症,最终导致慢性肠道炎症和屏障功能障碍。如何通过营养干预重塑这一免疫平衡,成为提升肉鸡健康水平的关键。
为此,河北农业大学的研究团队在《Poultry Science》发表论文,聚焦天然五环三萜类化合物熊果酸(Ursolic Acid, UA)的免疫调节作用。研究通过多组学联用技术,揭示了UA通过调控“肠道菌群-代谢物-免疫”网络,增强肉鸡肠道健康的具体机制。
在方法学上,研究采用320只1日龄Cobb肉鸡,随机分为对照组(基础日粮)和50、200、400 mg/kg UA添加组,进行42天饲养试验。关键实验技术包括:酶联免疫吸附测定(ELISA)检测免疫因子和屏障指标,阿利新蓝-过碘酸雪夫(AB-PAS)染色观察杯状细胞,免疫荧光(IF)和免疫组化(IHC)分析紧密连接蛋白表达,qRT-PCR量化免疫相关基因转录水平,宏基因组学解析微生物组成与功能,非靶向代谢组学表征代谢物谱,并结合短链脂肪酸(SCFAs)靶向检测。
UA增强肉鸡免疫力与肠道屏障功能
研究发现,200 mg/kg UA添加显著提升血清免疫球蛋白G(IgG)、补体C3及回肠分泌型IgA(sIgA)水平,同时降低脂多糖(LPS)和D-乳酸(D-LA)浓度,表明系统性免疫和肠道屏障完整性同步增强。AB-PAS染色显示UA促进杯状细胞增殖,qRT-PCR和免疫荧光进一步证实紧密连接蛋白Claudin-1和ZO-1表达上调。
UA重塑Treg/Th17免疫平衡
在免疫调节层面,UA显著抑制Th17通路关键因子RORγt、STAT3、IL-6、IL-21、IL-17A的mRNA和蛋白表达,同时促进Treg特异性转录因子Foxp3及抗炎细胞因子IL-10、TGF-β的表达,表明UA通过双向调控Treg/Th17平衡抑制肠道炎症。
UA调控肠道菌群结构与功能
宏基因组分析显示,UA干预后肠道微生物Chao指数升高,群落结构发生显著偏移。有益菌如Lactobacillus johnsoniiBifidobacterium等丰度上升,而条件致病菌Escherichia coli受到抑制。KEGG功能注释发现UA富集了“全局代谢图谱”“辅因子代谢”等有益通路,同时降低“致病性大肠杆菌感染”等有害通路。
UA促进丙酸与色氨酸代谢
代谢组学与靶向分析表明,UA组回肠丙酸和总SCFAs浓度显著升高,且丙酸代谢途径关键酶(如EC 6.2.1.5)丰度增加。此外,色氨酸代谢产物5-羟基吲哚-3-乙酸(5HIAA)和吲哚-3-乙酸(IAA)水平上升,相关微生物酶(如EC 3.5.1.9)表达增强。
相关性网络揭示机制链条
相关性分析显示,Lactobacillus johnsonii与丙酸、5HIAA、IAA呈正相关,且与生长性能(平均日增重ADG)、屏障指标(Claudin-1)及抗炎因子(IL-10)显著关联,而Escherichia coli与促炎指标(IL-17A、LPS)正相关。这表明UA通过富集Lactobacillus johnsonii,驱动丙酸和色氨酸代谢活化,进而调节免疫平衡并强化肠道屏障。
本研究系统阐明了UA作为天然饲料添加剂的免疫调节机制,其通过微生物-代谢物轴精准调控Treg/Th17平衡,为替代抗生素、实现可持续家禽生产提供了理论依据和实践方向。未来研究可进一步通过代谢物补充或特定菌株定植实验验证因果关联,推动UA在畜牧领域的应用转化。
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