仔猪小肠黏膜乳酸杆菌的时空动态及其对2'-岩藻糖基乳糖和低聚半乳糖的响应机制研究

本研究针对早期肠道菌群定植关键期，通过21天2'-FL(100 mg/(kg·d))和GOS(1 g/(kg·d))干预，揭示仔猪小肠黏膜乳酸杆菌(Lactobacillus)的时空分布规律，发现2'-FL显著促进哺乳期乳酸杆菌增殖并塑造长期菌群结构，为靶向调控新生儿肠道健康提供新策略。

　　

在生命早期，肠道菌群的定植对宿主健康具有深远影响，而乳酸杆菌(Lactobacillus)作为肠道优势菌群，其时空分布特征与营养干预的关联机制尚不明确。母乳中含量最丰富的2'-岩藻糖基乳糖(2'-FL)和常用于婴儿配方奶粉的低聚半乳糖(GOS)虽已知具有益生元效应，但二者对黏膜相关乳酸杆菌的长效调控规律仍存在研究空白。南京农业大学动物科技学院朱伟云团队通过多时间点采样和分子生物学技术，首次系统描绘了仔猪小肠黏膜乳酸杆菌的发育图谱。

研究采用10窝新生仔猪(每窝9头)，随机分为2'-FL组(100 mg/(kg·d))、GOS组(1 g/(kg·d))和生理盐水对照组，持续干预21天。通过16S rRNA高通量测序和qPCR技术，分别在哺乳期(第8、21天)和断奶后(第49天)采集十二指肠、近端/中段/远端空肠及回肠黏膜样本，分析乳酸杆菌群落结构。主要技术路线包括：Illumina MiSeq平台V3-V4区测序、基于SILVA数据库的OTU聚类、Bray-Curtis距离的PCoA分析，以及针对6种乳酸杆菌的特异性qPCR定量。

【3.1 生长性能】

2'-FL和GOS干预虽未显著改变第8天体质量，但在第21天呈现增长趋势(P=0.052-0.089)，提示益生元可能通过改善菌群促进营养吸收。

【3.2 乳酸杆菌群落结构】

PCoA分析显示年龄是塑造菌群的首要因素(P=0.002)，哺乳期乳酸杆菌丰度显著高于断奶后(P<0.05)。第8天十二指肠和空肠近段富集乳酸杆菌，第21天向远端迁移，断奶后整体丰度下降。

【3.3 时空分布特征】

qPCR证实第8天乳酸杆菌定植呈梯度分布：德氏乳杆菌(L. delbrueckii)占比最高(10⁸ copies/g)，其次为约氏乳杆菌(L. johnsonii)和黏膜乳杆菌(L. mucosae)。第8-21天，空肠黏膜约氏乳杆菌显著减少(P<0.05)，而回肠黏膜淀粉酶乳杆菌(L. amylovorus)增加(P=0.001)。

【3.4 营养干预效应】

2'-FL在第21天使空肠黏膜总乳酸杆菌和德氏乳杆菌增加2-3倍(P<0.05)，而GOS促进第49天回肠约氏乳杆菌定植。冗余分析表明2'-FL对菌群结构的调控强于GOS(P=0.004 vs P>0.05)，尤其在哺乳期显著富集具有免疫调节功能的德氏乳杆菌。

讨论部分揭示了三个关键发现：

1. 1.

   德氏乳杆菌作为黏膜优势菌，其丰度与哺乳期乳糖摄入呈正相关，提示母乳寡糖是驱动早期定植的关键因素；

2. 2.

   2'-FL通过特异性促进德氏乳杆菌和约氏乳杆菌增殖，可能增强肠道屏障功能，这与其已知的抗沙门氏菌特性相符；

3. 3.

   GOS的调控效应呈现"远端延迟"特征，第49天在回肠才显现作用，反映不同寡糖的代谢位点差异。

该研究发表于《Animal Nutrition》，首次阐明2'-FL通过时空特异性调控乳酸杆菌促进肠道发育的机制，为优化婴幼儿配方奶粉和仔猪饲粮提供理论依据。未来研究可聚焦德氏乳杆菌代谢通路，开发靶向干预策略以预防早期肠道疾病。