《Animal Nutrition》：Dietary serine supplementation improves growth performance and intestinal immunity and modulates gut microbiota in chronic oxidative stress-induced weaned piglets
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本研究针对断奶仔猪慢性氧化应激导致的生长性能下降和肠道健康问题，通过D-半乳糖（D-Gal）建立慢性氧化应激模型，探究日粮添加1.00%丝氨酸对仔猪生长性能、肠道屏障功能、TLR4/NF-κB信号通路及肠道菌群的调控作用。结果表明，丝氨酸能显著提高血清免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）水平，改善肠道形态，下调自噬相关基因（becline、LC3b-1、Ep2c、P62）表达，并调节菌群结构（如降低厚壁菌门/拟杆菌门比值）。该研究为丝氨酸作为功能性氨基酸在缓解仔猪氧化应激中的应用提供了理论依据。
断奶是仔猪生长发育过程中的关键阶段，但这一时期常常伴随着多种应激因素，如饲料转换、环境变化等，容易导致氧化应激反应，进而影响仔猪的生长性能和肠道健康。慢性氧化应激不仅会破坏肠道屏障功能，还会引起肠道微生物群落紊乱，最终导致生长迟缓、免疫力下降等问题。因此，寻找有效的营养干预策略以缓解断奶仔猪的氧化应激损伤，成为畜牧养殖领域的重要研究方向。
丝氨酸作为一种条件性必需氨基酸，在机体免疫调节和抗氧化过程中发挥着重要作用。它参与丝氨酸-甘氨酸-一碳代谢网络，为核苷酸合成和谷胱甘肽生产提供前体，从而帮助细胞应对氧化损伤。然而，丝氨酸是否能够通过调节肠道免疫和微生物组成来缓解断奶仔猪的慢性氧化应激，其具体机制尚不明确。为此，Heshu Chen、Yonghui Liu等研究人员在《Animal Nutrition》上发表了题为“Dietary serine supplementation improves growth performance and intestinal immunity and modulates gut microbiota in chronic oxidative stress-induced weaned piglets”的研究论文，系统探讨了丝氨酸在改善断奶仔猪生长性能和肠道健康方面的作用及机制。
该研究首先通过剂量筛选实验（Exp. 1）确定了1.00%的丝氨酸添加量能显著提高断奶仔猪的终末体重和血清免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）水平。随后，在Exp. 2中，研究人员使用D-半乳糖（D-Gal）建立慢性氧化应激模型，将21头断奶仔猪分为对照组（Ctrl）、D-Gal处理组和丝氨酸干预组（Ser），实验周期28天。研究采用低蛋白日粮作为基础饲料，以更精确地评估丝氨酸的生理功能。
在技术方法上，研究团队综合运用了生长性能指标测定、肠道形态学分析（苏木精-伊红染色）、血清生化指标和免疫球蛋白检测（酶联免疫吸附试验，ELISA）、实时定量PCR（qPCR）和Western blotting分析基因和蛋白表达、以及16S rRNA高通量测序技术对肠道菌群进行多样性分析和功能预测。
3.1. 不同剂量丝氨酸对断奶仔猪生长性能和血清生物学参数的影响
Exp. 1结果显示，1.00%丝氨酸添加组仔猪的终末体重显著高于对照组，血清IgA、IgG和IgM水平也明显提升，表明该剂量能有效改善仔猪的免疫状态。
3.2. 丝氨酸对D-Gal诱导的断奶仔猪生长性能和肠道形态的影响
D-Gal处理显著降低了仔猪的平均日增重（ADG）和平均日采食量（ADFI），并导致空肠和回肠绒毛高度下降、隐窝深度增加。而丝氨酸 supplementation 显著缓解了这些损伤，提高了空肠和回肠的绒毛高度/隐窝深度比值，改善了肠道形态结构。
3.3. 丝氨酸对D-Gal诱导的断奶仔猪血清和回肠参数的影响
在实验第14天，丝氨酸组血清IgG和IgM水平显著高于其他两组；第28天时，丝氨酸组血清IgA水平最高。此外，丝氨酸还恢复了D-Gal引起的血清总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）和肌酐（CREA）水平的下降。
3.4. 丝氨酸对回肠紧密连接和自噬相关基因表达的影响
丝氨酸 supplementation 显著上调了紧密连接蛋白基因ZO-1的mRNA表达，同时下调了自噬相关基因（TLR4、IL-8、becline、LC3b-1、Ep2c、P62）的表达。Western blotting结果进一步显示，丝氨酸降低了磷酸化NF-κB p65（p-NF-κBp65）和ATF4的蛋白水平，表明丝氨酸可能通过抑制TLR4/NF-κB信号通路和细胞自噬来减轻肠道炎症和损伤。
3.5. 丝氨酸对肠道微生物组成的影响
16S rRNA测序分析表明，丝氨酸干预显著提高了回肠微生物的α多样性（Shannon指数、ACE和Chao1指数），并改变了菌群结构。在门水平上，丝氨酸组拟杆菌门（Bacteroidetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度增加，而厚壁菌门（Firmicutes）丰度降低，厚壁菌门/拟杆菌门比值下降。在属水平上，丝氨酸增加了链球菌属（Streptococcus）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）的丰度，降低了乳酸菌属（Lactobacillus）的比例。相关性分析显示，回肠分泌型免疫球蛋白G（SIgG）与微生物多样性及部分有益菌呈正相关，而与厚壁菌门和乳酸菌属呈负相关。
综上所述，本研究系统阐明了日粮添加1.00%丝氨酸可通过调节TLR4/NF-κB信号通路、抑制肠道自噬、改善肠道屏障功能和菌群组成，从而缓解D-Gal诱导的慢性氧化应激，提高断奶仔猪的生长性能和免疫力。该研究不仅为丝氨酸作为功能性饲料添加剂的应用提供了理论支持，也为解决畜牧生产中的仔猪健康管理问题提供了新的思路。
