前沿|毛胜勇教授团队在奶牛肠道微生物胆汁酸代谢领域取得重要进展

近日，我校动物科技学院毛胜勇教授团队的最新研究成果“Genome-centric investigation of bile acid metabolizing microbiota of dairy cows and associated diet-induced functional implications”在The ISME Journal在线发表。该成果揭示了奶牛肠道微生物代谢胆汁酸机制及高精料日粮的扰动效应。

胆汁酸是介导动物肠道微生物-宿主互作的重要信号分子，在单胃动物日粮脂肪消化吸收、肠黏膜功能稳态维持、机体代谢性疾病诱导等方面起着重要作用。然而，有关反刍动物肠道内胆汁酸组成、胆汁酸代谢相关的微生物群落结构及其功能尚不清楚。该研究通过对18头奶牛的108个全肠道内容物样品进行了宏基因组测序，发现372个高质量微生物基因组参与胆汁酸解聚、氧化和去羟化途径。通过靶向胆汁酸谱分析发现，奶牛肠道中不同肠道的胆汁酸组成分布呈区段化特点，十二指肠和空肠中的胆汁酸主要为初级结合胆酸(牛磺胆酸TCA和甘胆酸GCA)，后肠中主要是次级游离胆酸(脱氧胆酸DCA)。与单胃动物不同，奶牛肠道中胆汁酸代谢相关微生物主要来自Acutalibacteraceae科和Alistipes属。比较基因组分析表明，携带胆汁盐水解酶(BSH)的微生物普遍具有降解宿主粘液多糖能力，说明其更能够适应大肠寡营养的环境。序列相似性网络分析结果显示，研究中所获得的439个BSH同源基因可分聚为12个Clusters，不同的Clusters具有独特的进化、分类、信号肽和生态位，暗示不同的胆盐水解酶具有不同的功能效应。高精料日粮干预试验结果表明，Cluster 1中BSHs基因丰度的增加主要与结肠微生物Firmicutes bacterium CAG-110丰度升高有关，该类微生物丰度的增加导致结肠胆酸CA浓度升高，进而促进肠道炎性反应的发生。

该研究首次阐明了奶牛肠道内胆汁酸的组成及含量，明确了奶牛肠道微生物代谢胆汁酸的基本规律，拓展了人们对奶牛肠道微生物功能的认识，揭示了日粮结构对微生物代谢胆汁酸及其扰乱肠黏膜免疫稳态的机制，为通过靶向调控奶牛肠道微生物影响胆汁酸代谢和肠黏膜免疫稳态提供了理论依据。

南京农业大学动物消化道营养国际联合研究中心博士研究生林丽梅为该文章的第一作者，毛胜勇教授为通讯作者。博士生谢斐、来征、张继友，杨辉生和齐伟彪硕士参与了该工作。该项目得到了南京农业大学基础前沿专项基金项目的支持。

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