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本研究评估了基于葡萄籽粕、荠菜粕（预生元）与乳酸杆菌复合物（益生元）的合生元饮食，对断奶仔猪抵御大肠杆菌脂多糖（LPS）诱导的肠道急性应激的保护作用。结果表明，该饮食方案能够通过调控Toll样受体（TLR4）/髓样分化因子88（MyD88）/核因子-κB（NF-κB）信号通路，有效上调紧密连接蛋白（如ZO-1、Occludin）及黏蛋白MUC2基因的表达，同时改善肠道菌群结构（如提升有益菌Faecalibacterium丰度，抑制Megasphaera elsdenii等潜在有害菌），从而维持肠上皮屏障完整性并减轻炎症反应，为替代断奶后饲料抗生素、保障仔猪肠道健康提供了新的营养策略。
2. 材料与方法
2.1 实验日粮
实验设计了两种日粮：对照组为基础玉米-豆粕型标准饲料，合生元（SYN）组在基础日粮中添加了5%的预生元混合物（葡萄籽粕与荠菜粕按3:1比例混合）以及0.1%的益生元混合物（包含等比例的 Lactobacillus acidophilus、L. paracasei 和 L. rhamnosus，活菌数1.5 × 107CFU/g）。两组日粮在代谢能、粗蛋白、必需氨基酸和矿物质含量上均相匹配，确保实验差异主要源于添加成分。合生元日粮含有更高的总多酚（3267.9 mg GAE/100g）、抗氧化活性、多不饱和脂肪酸（PUFA，主要为ω-6系列）及纤维含量。
2.2 动物与实验设计
20头21日龄断奶仔猪（初始体重7.5 ± 0.2 kg）被随机分为4组（n=5/组）：对照组、LPS攻击组、合生元（SYN）组、合生元+LPS（SYN+LPS）组。实验持续21天，期间自由采食饮水。在第21天，LPS组和SYN+LPS组通过腹腔注射大肠杆菌脂多糖（80 μg/kg体重）进行急性攻击，3小时后采集结肠组织和内容物用于后续分析。
2.3 基因表达与微生物组分析
通过定量PCR阵列分析了结肠组织中31个与肠道炎症反应及完整性相关关键基因的表达，包括紧密连接蛋白（CLDN2, CLDN4, CLDN14, CLDN20, OCLN, ZO-1, JAM-A）、黏蛋白（MUC2）、Toll样受体（TLR2, TLR4, TLR6, TLR8等）及下游信号分子（MyD88, MD2, TRAF6, NF-κB/p65）等。同时，对结肠内容物进行16S rRNA基因测序，分析微生物群落的α多样性（Chao1、Observed OTUs、Faith’s PD）、β多样性以及门、属水平的组成变化。
3. 结果
3.1 基因表达变化
3.1.1 紧密连接与屏障功能基因
LPS攻击显著下调了多种紧密连接基因的表达（如CLDN2、CLDN4、OCLN、ZO-1）以及黏蛋白基因MUC2，表明肠道屏障受损。而合生元日粮单独饲喂可显著上调这些基因的表达（如ZO-1上调7.17倍）。在SYN+LPS组中，合生元干预完全逆转了LPS引起的下调效应，使这些基因的表达恢复至对照组水平。
3.1.2 Toll样受体及其信号通路
LPS攻击强烈上调了TLR4、TLR6、TLR2等受体基因，并显著激活了下游信号通路，包括MyD88（上调6.7倍）、MD2（上调3.75倍）以及NF-κB/p65和TRAF6。合生元日粮本身不影响这些基因，但在SYN+LPS组中，它能有效抑制LPS诱导的TLR4、MyD88、MD2、TRAF6和NF-κB/p65的过度表达，使其恢复甚至低于对照水平。
3.2 肠道菌群组成变化
3.2.1 α与β多样性
LPS攻击导致结肠微生物群的α多样性（丰富度和系统发育多样性）显著降低。合生元日粮（SYN组）的α多样性接近对照组。在SYN+LPS组中，合生元部分缓解了LPS引起的多样性下降。β多样性分析（PCoA）显示，LPS组与对照组明显分离，群落结构发生显著改变；而SYN组与对照组聚类接近；SYN+LPS组的群落结构介于SYN组与LPS组之间，表明合生元减轻了LPS引起的菌群结构偏移。
3.2.2 门、属水平组成
在门水平，LPS攻击导致厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度下降，拟杆菌门（Bacteroidota）和变形菌门（Proteobacteria）丰度上升，使厚壁菌/拟杆菌（F/B）比值从对照组的1.15降至0.35。合生元干预（SYN组）提高了F/B比值（1.73），并在SYN+LPS组中部分恢复了该比值（0.97），同时抑制了变形菌门的扩增。
在属水平，LPS攻击使有益菌如乳杆菌属（Lactobacillus）和粪杆菌属（Faecalibacterium）丰度急剧下降（分别降低96.5%和35.2%），而与应激相关的巨球形菌属（Megasphaera）和毛螺菌属（Lachnospira）丰度显著上升。合生元日粮不仅单独饲喂时能提升粪杆菌属丰度，在SYN+LPS组中，还能有效对抗LPS的有害影响，显著提升乳杆菌属和粪杆菌属的丰度，并抑制巨球形菌属和毛螺菌属的过度增长。
4. 讨论与结论
本研究结果表明，大肠杆菌LPS攻击成功模拟了断奶仔猪的急性肠道炎症和屏障功能障碍模型，表现为紧密连接结构破坏、先天免疫TLR4/MyD88/NF-κB信号通路过度激活以及肠道菌群失调。基于葡萄籽粕、荠菜粕和乳酸杆菌复合物的合生元饮食展现出多方面的保护作用：在宿主层面，它通过上调紧密连接和黏蛋白相关基因的表达来加固物理屏障，并通过抑制TLR4及其下游信号通路的过度激活来减轻炎症反应；在微生物层面，它有助于维持微生物群的α多样性，纠正LPS引起的菌群比例失衡（恢复F/B比值），并促进有益菌（如Faecalibacterium）的增殖，抑制潜在有害菌（如Megasphaera）的扩增。
这些效应可能与合生元中多酚、PUFA、纤维等生物活性成分以及乳酸杆菌的协同作用有关。多酚等物质可能直接调控宿主细胞信号通路，而乳酸杆菌及其代谢产物可通过竞争性排斥、降低pH值等方式改善微环境。该研究为利用农业加工副产物开发功能性合生元饲料，以替代抗生素、缓解断奶应激和病原体感染导致的肠道问题，提供了有力的实验证据和新的策略思路。未来需要在更大规模的动物实验中进一步验证其对生产性能的长期效益。
