《Veterinary Microbiology》：Faecalibacterium prausnitzii derived postbiotic attenuates PEDV-induced mitochondrial apoptosis through blocking viral entry
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本研究针对猪流行性腹泻病毒（PEDV）感染导致仔猪高死亡率的问题，探讨了普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）后生元通过直接吸附病毒颗粒阻断其侵入细胞的作用。结果表明，该后生元能显著抑制PEDV诱导的线粒体膜电位下降、活性氧（ROS）积累及细胞色素c释放，并下调caspase-3/9、PARP等凋亡蛋白表达，为防控PEDV感染提供了新型后生元干预策略。其意义在于拓宽了后生元在抗病毒领域的应用视角。
在养猪业中，猪流行性腹泻病毒（Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV）犹如一场突如其来的风暴，尤其对10日龄以内的仔猪造成毁灭性打击，死亡率可高达100%。自2010年代再次爆发以来，PEDV已成为全球养猪业的重大威胁，但目前仍缺乏完全有效的治疗方法。病毒主要攻击肠道上皮细胞，导致呕吐、腹泻和脱水，不仅造成巨大的经济损失，更严重挑战着动物的健康与生存。
肠道微生物群及其衍生物近年来被广泛认为是宿主抗病毒免疫的关键调节者。其中，普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）作为健康成人体内最丰富的细菌之一，是一种革兰氏阳性、产生丁酸盐的细菌，占肠道细菌总数的5%以上。然而，活菌对氧气极度敏感，限制了其实际应用。后生元（postbiotic）——即无生命微生物和/或其成分的制剂——为解决这一难题提供了新思路。它包含灭活微生物细胞、无细胞上清液和关键成分，既能避免活菌应用的风险，又具备抑制病原体、调节免疫系统和增强肠道屏障功能等多种益处。
尽管此前研究已发现普拉梭菌衍生的外膜囊泡可通过调节肠道微生物群缓解PEDV感染，但其在体外抑制PEDV感染的具体机制仍不明确。为此，南京农业大学研究团队在《Veterinary Microbiology》发表论文，系统探讨了普拉梭菌后生元对PEDV入侵及线粒体功能的保护作用。
研究方法概要
研究通过厌氧培养普拉梭菌并经空气暴露灭活制备后生元，以Vero-E6细胞为模型，采用qPCR、Western blot、透射电镜、共聚焦显微镜、流式细胞术等技术，分析后生元对PEDV病毒的吸附能力、细胞存活率、线粒体形态与功能（膜电位、ROS、细胞色素c分布）及凋亡相关蛋白表达的影响。
研究结果
3.1. 普拉梭菌生长动力学及其后生元表征
生长曲线显示，普拉梭菌在12小时后进入对数生长期，20小时到达平台期。扫描电镜和透射电镜显示灭活后细菌呈梭形杆状，表面有肿胀突起，细胞壁分离明显。
3.2. 普拉梭菌对PEDV的吸附作用
研究发现普拉梭菌后生元能强力吸附PEDV病毒颗粒，且呈剂量依赖性。透射电镜直观显示病毒颗粒附着于细菌表面，分子对接表明普拉梭菌的S层蛋白与PEDV的S蛋白存在相互作用。
3.3. 普拉梭菌减少病毒结合与进入
通过病毒结合和进入实验证实，后生元处理显著降低了细胞内PEDV-N基因和蛋白水平。细胞活性实验显示，后生元干预后在36、48和60小时显著提升感染细胞的存活率。
3.4. 普拉梭菌保护线粒体结构并减少细胞色素c转位
透射电镜显示，PEDV感染导致线粒体明显肿胀、嵴断裂，而后生元处理组线粒体结构保持相对完整。免疫荧光检测发现，后生元有效抑制了PEDV诱导的细胞色素c从线粒体向胞质转位。
3.5. 普拉梭菌恢复线粒体膜电位并降低ROS产生
JC-1荧光探针检测显示，后生元干预使线粒体膜电位（ΔΨ）得以恢复（红色荧光增强）。同时，DCFH-DA染色和流式细胞术证实后生元显著降低了PEDV引起的ROS积累。
3.6. 普拉梭菌通过调节线粒体凋亡蛋白表达降低细胞凋亡
流式细胞术显示，后生元将PEDV感染的细胞凋亡率从17.7%降至2.0%。Western blot结果表明，后生元显著下调cleaved-PARP、cleaved-caspase-3/9表达，并降低Bax/Bcl-2比值，从而抑制线粒体凋亡通路。
结论与讨论
本研究首次阐明普拉梭菌后生元通过吸附PEDV病毒阻断其侵入细胞，进而抑制线粒体凋亡通路的激活。该作用机制涉及维持线粒体膜电位、减少ROS生成、抑制细胞色素c释放及caspase级联反应。这一发现不仅为控制PEDV感染提供了安全有效的后生元策略，也拓展了后生元在抗病毒领域的应用视野。未来研究需进一步验证后生元在仔猪体内的保护效果，并明确其与病毒蛋白或细胞受体相互作用的具体靶点及相关信号通路。
