Akkermansia muciniphila通过调控空肠转录组缓解LPS应激对黄羽肉鸡生长及抗氧化功能的影响

《Poultry Science》：Effects of Akkermansia muciniphila on growth, antioxidant status and jejunal transcriptome in LPS-stressed yellow-feathered broilers

本研究针对LPS应激导致家禽生长性能下降和氧化损伤问题，探讨了下一代益生菌Akkermansia muciniphila（AKK）对黄羽肉鸡生长性能、血清抗氧化指标及空肠转录组的调控作用。研究发现AKK灌胃可显著改善LPS引起的生长抑制和法氏囊发育障碍，并通过激活胞质DNA感知通路和过氧化物酶体相关基因表达增强抗氧化防御和先天免疫反应，为AKK在畜禽生产中的应用提供了理论依据。

　　

在家禽养殖业中，氧化应激是影响动物健康和生产性能的重要问题。当外界应激因素导致动物体内活性氧（ROS）过度产生时，会破坏蛋白质和DNA结构，损害细胞完整性，并影响正常代谢功能。在家禽面临氧化应激时，它们不得不将原本用于生长和生产的能量重新分配给防御和修复机制，这直接导致生产性能下降和产品质量受损，最终增加养殖成本。脂多糖（LPS）作为一种常见的应激源，能够诱导炎症反应和氧化损伤，对家禽生长产生负面影响。

近年来，下一代益生菌Akkermansia muciniphila（AKK）因其与人类健康的密切关联而受到广泛关注。它在健康个体肠道微生物群中含量丰富，而其减少与多种疾病的发展相关。在炎症性肠病（IBD）患者中，AKK的丰度显著降低，而在急性阑尾炎患者中，其数量与病情严重程度呈反比。研究表明，AKK补充能显著改善结肠炎小鼠的采食量、体重、器官指数和组织损伤，并改善血清生化指标和炎症细胞因子。然而，尽管AKK在人类和小鼠中的研究较多，其对家禽特别是黄羽肉鸡的影响尚不明确。

为此，研究人员在《Poultry Science》上发表了一项研究，旨在探讨AKK对LPS应激黄羽肉鸡生长性能、血清抗氧化参数及空肠转录组的影响，为AKK在家禽生产中的应用提供理论依据。

研究人员采用的主要技术方法包括：使用80只初始体重相近的1日龄雄性黄羽肉鸡，随机分为4组（对照组、LPS组、AKK组和AKK+LPS组），通过隔日灌胃和腹腔注射方式进行干预；测定生长性能、免疫器官指数和血清抗氧化指标（SOD、T-AOC、GSH-Px、MDA）；通过空肠组织切片和H&E染色观察肠道形态学变化；采用Illumina测序技术对空肠黏膜进行转录组测序，并通过GO和KEGG分析差异表达基因功能。

生长性能和器官指数

研究结果显示，LPS组最终体重、平均日增重和采食量显著低于其他三组，而饲料转化率无显著差异。在免疫器官测量中，AKK组的法氏囊重量和指数显著高于其他三组，表明AKK可能通过增强法氏囊发育改善免疫功能。LPS组肝脏指数显著升高，AKK+LPS组和LPS组脾脏重量和指数显著高于对照组和AKK组，说明LPS引起了免疫器官的应激反应，而AKK干预未能完全缓解这种变化。

血清抗氧化指标和空肠形态学

在抗氧化指标方面，AKK+LPS组的超氧化物歧化酶（SOD）活性显著高于对照组和LPS组，但总抗氧化能力（T-AOC）却显著低于LPS组和AKK组。谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和丙二醛（MDA）在各组间无显著差异。空肠形态学分析显示，虽然各组间绒毛高度和隐窝深度无显著差异，但对照组的绒毛高度/隐窝深度比值显著高于其他三组，提示AKK干预可能通过促进隐窝增生增强肠道上皮更新能力。

转录组分析与功能富集

转录组测序共获得751,367,632条原始读数，质量满足分析要求。差异表达基因分析显示，LPS与对照组比较有74个差异基因，AKK与对照组比较有126个差异基因，AKK+LPS与LPS组比较有102个差异基因。GO分析表明，LPS应激上调了细胞通讯负调控、钙通道活性和小GTP酶结合等功能，而AKK干预上调了酮体反应相关功能。在AKK+LPS组中，过氧化物酶体、鸟苷核苷酸结合和自噬体组装等功能显著上调，提示AKK可能通过促进过氧化物酶体功能增强抗氧化防御。KEGG通路分析显示，AKK组中细胞因子-细胞因子受体相互作用和肠道IgA免疫网络通路显著上调，表明AKK可能通过调节肠道免疫网络增强黏膜免疫力。在AKK+LPS组中，胞质DNA感知通路和间隙连接通路显著上调，而药物代谢-其他酶通路下调，进一步证实AKK通过激活先天免疫识别和细胞间通讯缓解LPS诱导的应激。

研究结论表明，Akkermansia muciniphila通过综合调控空肠转录组，增强关键免疫和细胞防御通路，从而缓解LPS应激对黄羽肉鸡的不良影响。具体来说，AKK可能通过促进肠道酮体产生间接调节IgA相关免疫通路，并通过激活过氧化物酶体和胞质DNA感知通路（涉及TMEM173基因）增强抗氧化防御和先天免疫反应。这些发现不仅揭示了AKK在家禽中的保护机制，还为开发基于AKK的益生菌制剂以提高家禽抗应激能力和肠道健康提供了重要理论依据。然而，研究也存在一定局限性，如仅使用单一AKK菌株（ATCC BAA-835），未通过qPCR验证转录组结果，后续研究可比较不同菌株效果并在更多应激模型中验证上述发现。