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特殊的问题

宿主和微生物的代谢调节免疫细胞

把这个特殊的问题

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体积 2020年 |文章的ID 8829072 | https://doi.org/10.1155/2020/8829072

崔,乾坤高,王红,Md,阿布卡蓝Azad峰, ”改变血液中的参数和粪便微生物群和代谢物在怀孕和哺乳期阶段在巴马小型猪模型”,炎症介质, 卷。2020年, 文章的ID8829072, 13 页面, 2020年。 https://doi.org/10.1155/2020/8829072

改变血液中的参数和粪便微生物群和代谢物在怀孕和哺乳期阶段在巴马小型猪模型

崔马,1,2 乾坤高,1 王红张,1,2 医学博士,阿布卡蓝自由,1 和 峰香港1

1中科院重点实验室在亚热带地区农业生态过程,湖南省重点实验室的动物营养生理和代谢过程,国家工程实验室污染控制和废物利用畜禽生产、亚热带农业研究所,中国科学院,长沙,湖南410125,中国

2大学中国科学院,北京100008,中国

学术编辑器:桃之夭夏
收到了 2020年8月21日
修改后的 2020年9月17日
接受 2020年9月27日
发表 2020年10月26日

文摘

本研究进行了分析等离子体生殖激素和生化参数的变化,以及在母猪粪便微生物群组成和代谢产物,在不同的怀孕和哺乳阶段,使用巴马小型猪作为实验动物模型。我们发现血浆催乳素(PRL)、孕激素,促卵泡激素(FSH)和雌激素水平降低从怀孕45天105天。血浆总蛋白和白蛋白水平降低怀孕母猪,而葡萄糖、尿素氮、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇,以及粪便乙酸、丁酸、戊酸酯,总短链脂肪酸,粪臭素,在哺乳期母猪和酪胺的水平更高。有趣的是,哺乳期母猪显示低α多样性和螺旋体属和Verrucomicrobia相对丰度,而怀孕母猪显示更高变形菌门相对丰度。值得注意的是,Akkermansia相对丰度最高的哺乳7天。斯皮尔曼分析显示之间的正相关和血浆甘油三酯和胆碱酯酶水平Akkermansia和链球菌相对丰度。此外,Oscillospira和脱磷孤菌属相对丰度也积极与血浆FSH, LH,和E2水平,以及PRL和LH拟杆菌属。总的来说,等离子体生殖激素、生化参数和粪便微生物群组成和代谢物水平可能会改变随着怀孕和哺乳,这可能导致胎儿和新生儿的生长发育需求。

1。介绍

怀孕和哺乳期是极其复杂的生理过程,在此期间各种系统性变化的发生,包括体重、血液激素,和粪便代谢物波动,以及免疫条件(1,2]。先前的研究表明,宿主的激素可能形状肠道微生物结构和功能,以及肠道微生物群也改变了生产和调节激素反过来(3]。因此,毫不奇怪,母亲肠道菌群变化显著在怀孕和哺乳期。积累的证据表明,肠道微生物群管理主机新陈代谢,和其成分不同主机在不同生理状态4,5]。事实上,它已经被证实在孕期哺乳动物肠道微生物群组成不一致(4,6]。例如,肠道微生物群的变化极大地从第一到第三怀孕的三学期制(例如,增加放线菌和变形菌门相对丰度和β多样性和降低个体丰富性)[4];在哺乳期哺乳动物肠道微生物群组成也是动态(7]。然而,肠道菌群变化或不同孕期和哺乳期的成分仍然知之甚少。

值得注意的是,孕妇在怀孕期间的生理变化可能高度影响经济增长和/或胎儿的发展,这可能会影响肠道微生物(4]。的确,母亲的微生物(如厚壁菌门和变形菌门)可以在怀孕期间胎儿/新生儿肠道(通过胎盘)或哺乳期(通过母亲的牛奶和母亲的粪便),影响子女的成长和发展(例如,“胎儿规划)7,8]。因为肠道微生物群是参与调节各种主机功能(例如,营养吸收和体内病理或生理代谢)(9)和后代的成长和发展很大程度上取决于产妇孕期和哺乳期的生理变化。因此,迫切需要充分了解孕产妇肠道微生物群组成变化和肠道菌群之间的关系和产妇孕期和哺乳期的新陈代谢。

巴马小型猪基因稳定、规模小和股票高血生化参数,以及内脏器官的形状和大小与人类的相似之处(10]。此外,他们的肠道微生物群的结构和功能类似于人类的11]。巴马小型猪是首选实验动物研究肠道微生物群的变化和与宿主相互作用在怀孕和哺乳期间。因此,我们分析了粪便微生物群组成及其代谢物,以及等离子体生殖激素水平在妊娠和哺乳期间和生化参数。然后,进行了相关性分析发现上述指标之间的关系。

2。材料和方法

2.1。动物和实验设计

在这项研究中,共计16巴马小型猪与3 - 5平价群小型养猪场的山羊庄位于石门镇,常德城市,湖南省,中国。受精后,母猪分别被安置在板条箱( )从第一天到第105天怀孕然后安置在产小猪箱( )直到断奶。在整个实验期间,没有抗生素或益生菌的使用,和饮食摄入改变了母猪体况(美联储8点和每天17:00时),自由和水喝醉了。母猪喂食0.8,1.0,1.2,1.5,和2.0公斤1 - 15的怀孕期间的饮食,30、31 - 75,76 - 90,和91 - 105天的妊娠,分别,饲料1.0公斤怀孕前一周的分娩随意经过三天的分娩,饲料2.4公斤哺乳,直到断奶。母猪的营养认识中国传统饮食,饮食(GB)推荐的需求(NY-T, 2004)(表1)。
项目 怀孕母猪的饮食 哺乳期母猪的饮食
成分
玉米 37.50 66.00
大豆粉 9.50 25.00
麦麸 14.00 5.00
大麦 25.00
大豆船体 10.00
怀孕母猪的预混料1 4.00
哺乳期母猪的预混料2 4.00
总 100.00 100.00
营养水平3
德(MJ /公斤) 12.55 13.87
CP 12.82 16.30
CF 4.56 2.87
SID赖氨酸 0.48 0.75
希德遇见+半胱氨酸 0.43 0.51
SID刺 0.37 0.53
SID Trp 0.13 0.17
Ca 0.62 0.65
P 0.47 0.50
注意:1怀孕母猪的预混料每公斤以下提供的饮食:CaHPO4h·22O 10 g,氯化钠4 g, CuSO4h·52O 80毫克,FeSO4·H2O 360毫克,ZnSO4·H2O 240毫克,MnSO4·H2O 100毫克,MgSO4h·72啊,1 g, 1% ICl 50毫克,1% Na2搜索引擎优化3CoCl 36毫克,1%216毫克,NaHCO31.4克,弗吉尼亚州10000 IU, VD31800 IU, VE 20毫克,VK32.4毫克,VB11.6毫克,VB26毫克,VB61.6毫克,VB120.024毫克叶酸1.2毫克,烟酰胺20毫克,泛酸12毫克,生物素0.12毫克,甘氨酸螯合铁100毫克,氯化胆碱1 g,植酸酶200毫克,水果80毫克,石灰岩12克。2哺乳期母猪的预混料提供了每公斤以下的饮食:CaHPO4h·22O 10 g,氯化钠4 g, CuSO4h·52O 80毫克,FeSO4·H2O 360毫克,ZnSO4·H2O 240毫克,MnSO4·H2O 100毫克,1% ICl 50毫克,1% Na2搜索引擎优化3CoCl 36毫克,1%216毫克,NaHCO31.4克,弗吉尼亚州10000 IU, VD31800 IU, VE 20毫克,VK32.4毫克,VB11.6毫克,VB26毫克,VB61.6毫克,VB120.024毫克叶酸1.2毫克,烟酰胺20毫克,泛酸12毫克,生物素0.12毫克,赖氨酸1.5 g,甘氨酸螯合铁100毫克,氯化胆碱1 g,植酸酶200毫克,水果80毫克,石灰岩12克。3营养水平计算值。钙:钙;CF:粗纤维;CP:粗蛋白;德:消化能量;P:磷;席德:标准回肠消化。
表1
成分和营养水平的基础饮食(风干基础;%)。
2.2。样品收集

根据香港et al。12),早期、中间和怀孕晚期的迷你猪天1 - 45,天46 - 75,和76天交货。在试用期期间,有四个母猪回到在怀孕早期和两个母猪发情回到中间发情怀孕。为了减少堕胎采样造成的压力,以确保相同的金边债券是在每个时间点取样,6 - 8血液样本和粪便样本母猪每阶段的选择进行后续分析。用于实验的垃圾大小是8 - 12。

怀孕45天,75年和105年和7和21哺乳,新鲜母猪粪便收集在10毫升无菌立即离心管和存储在-20°C到处理。与此同时,在10毫升肝素化前腔静脉血样采集管,离心机在3500 g和4°C 10分钟,并存储在-20°C进行进一步分析。

2.3。等离子体生殖激素测定和生化参数

等离子体生殖激素,包括泌乳素(PRL)、促黄体激素(LH)、促卵泡激素(FSH)、孕酮(掠夺)和雌二醇(E2),确定使用酶联免疫吸附测定(ELISA)工具包(苏州崔克明有限公司,中国),遵循制造商的指示。

血浆生化参数,包括总蛋白(TP)、白蛋白(铝青铜)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、尿素氮(联合国),氨(AMM)、血糖(GLU)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(hdl - c)、低密度脂蛋白胆固醇(低密度脂蛋白)和胆碱酯酶(CHE),确定使用商用设备(瑞士巴塞尔f .罗氏公司有限公司)和罗氏公司自动生化分析仪(Cobas c311, f .罗氏公司,巴塞尔瑞士)。

2.4。DNA提取、PCR扩增和MiSeq测序

粪便微生物DNA快速提取使用DNA提取旋转工具(MP生物医学,圣安娜、钙、美国),制造商的介绍。最终的DNA浓度和纯度测定使用NanoDrop nd - 1000分光光度计(热费希尔科学、沃尔瑟姆,妈,美国)。

细菌16 s rRNA V3-V4基因高变区放大进行了使用正向引物338 f (5 - - - - - -GCACCTAAYTGGGYDTAAAGNG-3 )和反向引物806 r (5 - - - - - -TACNVGGGTATCTAATCC-3 )(13]。PCR热循环条件下由2分钟在98°C初始变性;25 15秒的周期在98°C, 30年代在55°C,退火和30年代在72°C伸长;在72°C和最后一个扩展5分钟。PCR组件包括5μL Q5反应缓冲(5×),5μL Q5高保真的GC缓冲(5×),0.25μL Q5高保真的DNA聚合酶(5 U /μL), 2μ核苷酸的L(2.5毫米),1μL (10μ米)的正向和反向引物2μL的DNA模板,和8.75μL (ddH2o . PCR扩增子被进一步纯化AgencourtAMPure珠子(贝克曼库尔特,印第安纳波利斯)和量化PicoGreen dsDNA分析工具包(美国表达载体,卡尔斯巴德,CA),遵循制造商的协议。结果PCR产品成功地用1.2%琼脂糖凝胶电泳分离。

克分子数相等的纯化扩增子集中,pair-end ( )使用MiSeq测序试剂盒v3(600次)一个Illumina公司MiSeq平台(美国圣地亚哥Illumina公司),标准协议后由上海个人生物技术有限公司(上海,中国)。在NCBI原始16 s基因数据是可用的序列读取档案加入PRJNA595474数量。

2.5。测定粪便代谢物

粪便短链脂肪酸(SCFA)水平测定气相色谱法,正如前面详细(14]。粪便吲哚、粪臭素和bioamine水平由反相高效液相色谱法(美国安捷伦1290年,圣克拉拉,CA),如前所述[14]。

2.6。统计分析

使用SPSS数据分析和图表准备进行22日Excel 2010 R包ggplot2 [15],GraphPad棱镜ver7.0(美国圣地亚哥,CA)。等离子体生化参数,生殖激素、粪便代谢物,微生物群α多样性分析单向方差分析(方差分析)和邓肯的多个范围事后考验。样品中微生物群落的结构变化进行了分析与β多样性分析(PERMANOVA) [16]。肠道微生物群的相对丰度在孕期和哺乳期的门和属水平进行了分析通过Metastats分析(http://metastats.cbcb.umd.edu/)[17]。斯皮尔曼的粪便代谢物之间的相关性,等离子体索引和相对丰度不同的微生物属使用R包[执行18]。所有数据了 (SEM),被认为具有统计显著性 。

3所示。结果

3.1。等离子体的生殖激素水平的变化和生化参数在孕期和哺乳期母猪

怀孕期间等离子体生殖激素水平发生了巨大的变化(图1)。PRL和FSH水平对妊娠105 d明显下降( ),相比之下,怀孕45和75天。怀孕的学监水平在75年和105年明显下降( )相比之下,怀孕45天。此外,LH水平较高( )45天,E2水平较低( )105天,而怀孕的第75天。生化参数的血浆水平与蛋白质和gluco-lipid代谢在母猪也改变了不同于妊娠哺乳期(图2)。等离子体TP和铝青铜水平明显下降( )在所有的怀孕阶段,而联合国和GLU高( )在哺乳期间。值得注意的是,高山活动哺乳21 d高( )比在怀孕75 d和哺乳7 d。AST和ALT活动怀孕105 d高( )比45 d。此外,血浆生化参数与氮代谢改变有关怀孕和哺乳期。在哺乳期21 d, TC和hdl - c水平高( )比其他的怀孕阶段和TG水平最高( )在怀孕105 d。


图1
等离子体在母猪生殖激素水平的变化在不同的怀孕阶段。光杆载荷:催乳素;食物:孕激素;LH:促黄体激素;FSH:促卵泡激素;E2:雌二醇。我下岗通知,施敏原著意思是45天,75,和105怀孕,分别。下面的一样。数据显示, 。 A、B显示显著差异( )。 每组。

图2
等离子体的生化参数的变化在母猪怀孕和哺乳期的不同阶段。TP:总蛋白;铝青铜:白蛋白;ALT:丙氨酸转氨酶;AST:天冬氨酸转氨酶;高山:碱性磷酸酶;联合国:尿素氮;一个mm:氨;格瓦拉:胆碱酯酶;GLU:葡萄糖; TG: triglyceride; TC: total cholesterol; HDL-C: high-density lipoprotein-cholesterol; LDL-C: low-density lipoprotein-cholesterol. L7 and L21 mean day 7 and day 21 of lactation, respectively. The same as below. Data show the 。 , 。 每组。
3.2。粪便微生物群社区在孕期和哺乳期母猪

共有1465181个序列得到来自37个样本大小过滤后,质量控制和去除嵌合体,平均每粪便样本39600序列。基于相似度97%,48615操作分类单位(辣子鸡)得到平均1314辣子鸡样本(补充表S1)。的多样性和丰富性的observed_species粪便微生物群在怀孕和哺乳期母猪Chao1和香农指数的测定,分别(图3)。Observed_species怀孕和哺乳之间明显不同,最高Chao1指数( )在怀孕75 d。然而,香农指数怀孕105 d是最低( )在不同的阶段。

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图3
粪便微生物群的多样性母猪在妊娠和哺乳期的不同阶段。细菌多样性被observed_species估计(a), Chao1 (b),香农指数(c),非度量多维标度(nmd)的细菌社区(d)。数据显示 。 每组。

非度量多维标度(nmd)可以评估小组之间距离母猪粪便细菌群落结构。微生物群落配置文件是集群更紧密地互相从怀孕45天到105年,尽管显然妊娠和哺乳期(图之间的分离3 (d)),指示β上某个样本的多样性之间的妊娠和哺乳期显著不同。

3.3。粪便微生物群落的变化在孕期和哺乳期母猪和组成

所有粪便样本的微生物群落组成在门和属水平进行了分析。基于97% 16 s rRNA基因序列的身份,15微生物类群和前20名微生物属,与一个明确的分类地位,确定了怀孕和哺乳阶段。厚壁菌门(69.58%,66.15%,63.69%,74%),拟杆菌(18.4%,22.75%,20.71%,17.1%),和螺旋体属(7.88%,7.13%,12.40%,和3.74%)是三大主要类群对妊娠45岁,75年,在哺乳期21日和105 d和d,分别;而壁厚菌门(67.11%)、拟杆菌(18.08%),和变形菌门(5.17%)的三大主要类群哺乳7 d(图4(一))。除了这些主要类群,还有其他优势类群的相对丰度> 1%总微生物组成,包括变形菌门(1.39%),怀孕45 d;变形菌门(1.27%)、105 d;螺旋体属(3.27%)、放线菌(2.85%),和Fibrobacteres哺乳7 d (1.85%);和Fibrobacteres(1.54%)、变形菌门(1.39%),和放线菌在哺乳期21 d(图(1.17%)4(一))。在属级,20细菌类群分布明显,视觉上呈现(图4 (b)),表明不同的相对丰度的细菌属从怀孕到哺乳,三大主要属,包括链球菌(9.66%)、梅毒(6.75%),和普氏菌(3.86%)。

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图4
粪便微生物群母猪的社区结构在不同阶段的怀孕和哺乳期。粪便微生物群分布在门(a)和属(b)的水平。所有的门都是上市,只有20属上市。比较的相对丰度在门(c)和属(d)水平,和十大粪便微生物群的差异是上市。 每组。
3.4。孕期和哺乳期的微生物群落的差异

不同粪便微生物门之间的丰度怀孕和哺乳期如图4 (c)。Verrucomicrobia和螺旋体属相对丰度增加( )在怀孕期间但下降( )在哺乳期间。此外,TM7相对丰度最高( )在所有组哺乳7 d。

粪便微生物的相对丰度在属水平变化很大在不同的怀孕和哺乳阶段(图4 (d))。的相对丰度链球菌和密螺旋体属哺乳期间明显降低( )比在怀孕期间。有趣的是,Akkermansia,拟杆菌,脱磷孤菌属相对丰度高( )在哺乳期怀孕。

3.5。改变粪便代谢物含量,在孕期和哺乳期母猪

孕期和哺乳期母猪粪便代谢物的变化如图所示5。乙酸、丙酸、丁酸、戊酸酯直链脂肪酸和SCFAs水平高( )在哺乳期怀孕。有趣的是,异丁酸盐、摘要和支链脂肪酸(BCFAs)水平在怀孕105天,最低的( )相对于其他阶段。腐胺、尸胺和亚精胺含量较低( )在哺乳期间,而酪胺、吲哚和粪臭素水平较高( ),相比之下,那些在怀孕期间。


图5
短链脂肪酸的水平(SCFAs), bioamines、吲哚、粪臭素母猪怀孕和哺乳期的不同阶段。BCFAs:支链脂肪酸。数据显示, 。 每组。
3.6。粪便微生物群相对丰度之间的相关性和等离子体参数

粪便微生物群之间的相关性和等离子生殖激素或生化参数呈现在图6(一)。有正相关性( )微生物之间的相对含量和血浆指标水平,包括Cupriavidus,变形菌门,Oscillospira和E2、LH和FSH;拟杆菌和LH和光杆载荷;脱磷孤菌属和E2、LH、FSH、光杆载荷;链球菌和切、TG和铝青铜;Akkermansia和切。有负相关性( )拟杆菌和高山之间;脱磷孤菌属和切;链球菌和联合国和韩;Akkermansia LH、FSH、光杆载荷;Verrucomicrobia和GLU。

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图6
相差的粪便微生物群之间的相关性和代谢物水平的母猪。等离子体参数(a)和粪便代谢物(b)提出了与肠道微生物群,分别。斯皮尔曼相关使用 意味着相关性显著。光杆载荷:催乳素;LH:促黄体激素;FSH:促卵泡激素;食物:孕激素;E2:雌二醇;TP:总蛋白;铝青铜:白蛋白;ALT:丙氨酸转氨酶;AST:天冬氨酸转氨酶;高山:碱性磷酸酶;联合国:尿素氮;一个mm:氨;GLU:葡萄糖;TG:甘油三酸酯; TC: total cholesterol; HDL-C: high-density lipoprotein-cholesterol; LDL-C: low-density lipoprotein-cholesterol; CHE: cholinesterase; BCFAs: branched-chain fatty acids; SCFAs: short-chain fatty acids.
3.7。粪便代谢物水平和相对丰度之间的相关性

粪便代谢物和微生物之间的斯皮尔曼相关属母猪的丰度图所示6 (b)。螺旋体属和梅毒的相对丰度负相关与戊酸酯、丁酸,BCFAs,摘要,异丁酸盐,粪臭素水平和积极与亚精胺水平( )。此外,螺旋体属负相关( )与醋酸的水平,但梅毒呈正相关( )腐胺水平。Verrucomicrobia负相关( )与吲哚水平;链球菌与丁酸水平和积极(消极 )与亚精胺水平;Akkermansia是消极的( )丁酸和粪臭素水平和积极( )与亚精胺水平;Cupriavidus呈正( )与戊酸酯、丁酸BCFAs、摘要、异丁酸盐和吲哚水平和负( )与亚精胺水平;积极和脱磷孤菌属( )与酪胺的水平。

4所示。讨论

许多复杂而全面的生理机能和新陈代谢变化发生在孕期和哺乳期母猪,伴随着激素和代谢变化以满足产妇营养需求和支持经济增长和发展的后代。在这项研究中,粪便微生物群组成和代谢产物的变化,以及蛋白质和gluco-lipid新陈代谢,分析了在怀孕哺乳(45 - 105)每天从7天(21)阶段。我们的数据表明,产妇粪便微生物群组成和代谢物变化改变了怀孕和哺乳期间,以满足胎儿生长发育的需求和/或新生儿。

孕期和哺乳期母猪的营养代谢状态调节身体健康和后代的成长是至关重要的。一般来说,等离子体TP和铝青铜级别反映蛋白质在母猪的吸收和代谢19]。等离子联合国水平可以评估人体蛋白质和氨基酸分解代谢状态,和联合国减少等离子体水平反映了身体平衡的氨基酸组成(20.]。在这项研究中,等离子体TP和铝青铜水平更高,和联合国在怀孕阶段水平低于哺乳,这意味着蛋白质利用率提高母猪怀孕期间,这可能对母猪支持胎儿的生长和发育。联合国高血浆水平在哺乳期间可能会引起较高的粗蛋白(16.30%)在哺乳期饮食。哺乳期母猪的饲料2.4公斤16.30% CP水平在怀孕母猪饲料-2.0公斤0.8 CP水平为12.82%。联合国高血浆水平可能会导致增加牛奶联合国层面,与联合国血液水平呈正相关(21),这表明它可以促进脂肪沉积和乳儿仔猪的生长和发育22]。

血TG、TC、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白水平反映脂质利用和吸收(12]。高密度脂蛋白胆固醇可以运输TC肝脏代谢的其他物质,从而维持一个稳定的身体(TC水平23]。等离子体TC和hdl - c水平更高的哺乳21天比其他阶段在目前的研究中,符合一个以前的报告6),这表明脂蛋白代谢增强在母猪来抵消哺乳引起的营养损失。先前的研究表明,有一个在怀孕后期致糖尿病的地位,包括高TG水平、胰岛素抵抗,和/或高血糖,胎儿可以提供足够的营养,以及满足能源需求的婴儿哺乳期间(24,25]。科伦发现胰岛素敏感性降低和增加孕妇的血糖水平是有益的在一个正常的怀孕(4]。有趣的是,我们发现,等离子体TG水平最高的怀孕105天,虽然怀孕期间GLU水平呈现不断增加的趋势,表明代谢综合征在母猪在怀孕的后期支持的可用性存在葡萄糖和其他营养物质对胎儿的生长和发育。

在生殖周期中生殖激素变化规律。FSH与LH能促进卵泡发展和协同作用,促进分泌的E2主机,大致符合我们的发现,FSH之间的协同关系,LH, E2。此外,一些细菌物种(例如,扩散乳酸菌,链球菌,大肠杆菌)增强雌性激素(26]。食物之间有相似的变化趋势,E2,光杆载荷在不同怀孕阶段,妊娠最低105 d。事实上,一些细菌(例如,拟杆菌,非保密Lachnospiraceae,梭菌属的,AkkermansiaE)代谢2和食物27),这表明有一个荷尔蒙和肠道微生物群之间的联系。此外,Adlercreutz报道,E之间的相关性2水平和粪便微生物群组成、丰度(28),和Kornman:发现E2和食物可以促进的发展拟杆菌(包括中间普氏菌)通过E2和食物27]。机制可能是肠道微生物群组成是影响激素受体的变化(29日),和一些细菌也被发现参与激素的分泌或修改30.]。SCFAs(包括乙酸、丙酸和丁酸)产生的肠道微生物群可以抑制PRL基因转录,从而减少PRL生产(31日]。这些发现表明,肠道微生物群激素代谢中发挥了重要作用。

肠道微生物群的结构和成分在妊娠和哺乳期间的巨大变化。肠道微生物群的α多样性与宿主健康密切相关(32),和较低的α多样性将镜子不良代谢条件(例如,增加肠道通透性)33]。在目前的研究中,香农指数增加泌乳的21天与怀孕105天相比,这与先前的研究一致(12,34]。这些发现表明,肠道微生物群可能有一个积极的影响在哺乳母猪的新陈代谢。此外,细菌群落组成分析(β多样性)表明,肠道微生物组成孕期和哺乳期母猪明显改变,这可能是由于交付,不同的饮食,或饲养环境的变化。

占主导地位的门是厚壁菌门和拟杆菌在动物肠道(35)和相对丰度高于其他微生物群在我们的研究中,虽然厚壁菌门和拟杆菌门相对丰度没有显著不同的孕期和哺乳期。有趣的是,我们还发现,一些肠道微生物群组成变化从怀孕到泌乳阶段。链球菌(厚壁菌门门),密螺旋体属(螺旋体属门),螺旋体属相对丰度显著降低,但是脱磷孤菌属相对丰度增加哺乳期间,在这项研究中相对于怀孕几个阶段。这些改变可能影响本研究饲料成分的膳食纤维。先前的研究发现,链球菌而减少Desulfo弧菌增加超重和肥胖的孕妇摄入高纤维的饮食后,虽然改变了纤维对微生物α多样性无明显影响(36),这不是与我们的研究结果一致。此外,链球菌,占主导地位的母乳细菌(37),被认为引起哺乳期乳腺炎(38]。先前的研究表明,减少螺旋体属丰富了在迷你母猪便秘39),螺旋体属丰度较高在肥胖较瘦的猪40]。因此,这些研究结果表明,妊娠和哺乳期母猪在不同阶段显示不同的肠道微生物群组成,这可能取决于宿主代谢在不同的生理状态。

肠道微生物群管理主机产生的代谢物新陈代谢和健康(41]。多项研究表明,SCFAs,尤其是丁酸,产生的厚壁菌门利用膳食纤维和抗性淀粉为基质,主要为宿主结肠上皮细胞提供能量(42),起到缓解代谢综合征作用(例如,2型糖尿病患者在怀孕期间)(43),在怀孕期间和预防高血压发生和/或发展(44]。在目前的研究中,SCFAs(包括乙酸、丁酸、戊酸酯)水平下降比在哺乳期和孕期呈现一个下降趋势从怀孕初期到怀孕后期,这表明SCFAs不仅有利于孕产妇能源需求,但吸收有利于胎儿的生长发育(45]。这些肠SCFA水平的变化可能是由于较强的吸收能力在巴马小型猪在怀孕的后期,具体原因还有待进一步调查。此外,BCFAs主要来源于蛋白质的分解代谢在肠道内腔,这是氧化脱氨基作用的产物亮氨酸,异亮氨酸,缬氨酸(46]。目前的研究表明,异丁酸盐、摘要和哺乳期间总BCFA水平高于怀孕,这可能是由于增加采食量(每天2.4公斤)在哺乳期饮食和CP水平(16.30%),从而增加这些氨基酸的分解代谢后肠[12]。然而,这仍有待进一步探索的生理意义。

此外,聚胺类,包括腐胺、精胺和亚精胺,现在的功能基因表达的调节,DNA和蛋白质合成,细胞增殖和分化47]。在目前的研究中,腐胺、亚精胺水平增加孕期和哺乳期相比,表明他们是对胎儿的快速增长在第二个和第三个三学期制,因为多胺在血管生成发挥关键的监管作用,以及胎盘和胎儿的生长和发育48]。后肠中吲哚和粪臭素分解产生的未消化的蛋白质在小肠49]。然而,目前的研究显示,怀孕期间吲哚和粪臭素水平降低,但增加在哺乳期间,这也可能导致未消化的蛋白质代谢产物在哺乳母猪,因为哺乳期间膳食粗蛋白水平(16.30%)高于妊娠(12.82%)。之前的研究也表明,高小麦bran-containing饮食会影响肠道微生物群结构怀孕母猪(50),这表明孕产妇膳食成分可能会影响肠道微生物代谢物通过改变微生物群组成。

代谢综合征,包括高血糖和多余的能量摄入量,可以诱导等离子体高TG、TC、低密度或GLU含量(51]。先前的研究显示,Akkermansia muciniphila可以提高葡萄糖耐量,调节宿主的新陈代谢(52]。在目前的研究中,和GLU水平Akkermansia丰度最高的哺乳7天,这与先前的发现是一致的(53]。最近的研究表明,Akkermansia大量减少2型糖尿病患者(25,54),这是负相关的代谢综合征,肥胖、2型糖尿病和高血压55]。它也报告说Akkermansia可以通过与主机交互发挥免疫调节作用肠道上皮细胞(56]。因此,有趣的是研究肠道菌群和激素之间的关系或代谢物水平在怀孕和哺乳期母猪。在这里,我们显示TG和切水平之间的正相关,和Akkermansia和链球菌相对丰度。Akkermansia丰度也与亚精胺水平呈正相关,但消极与LH、FSH、PRL、丁酸、粪臭素水平。这些关系暗示可能有协同效应或粪便微生物群之间的负反馈机制及其代谢物和/或血浆代谢物。

总之,肠道微生物群主要是主导厚壁菌门,拟杆菌门,螺旋体属门,虽然厚壁菌门和拟杆菌门孕期和哺乳期的门没有表现出显著差异。与怀孕相比,粪便微生物α多样性和相对丰度螺旋体属,链球菌,密螺旋体属在哺乳期有所下降。Akkermansia相对丰度最高的哺乳7天。此外,之间有一个紧密的相声肠道微生物改造和宿主的生理状态,包括等离子体的生化参数和生殖激素的变化,以及粪便代谢物的变化。此外,这将是有趣的探索是否以及如何Akkermansia影响怀孕和哺乳的哺乳动物。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

伦理批准

动物使用和动物试验研究中已批准的动物保健和使用委员会亚热带农业研究所,中国科学院。isa - 2018 - 071。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

XK设计实验;厘米,路上,WZ、马和XK动物的经验,进行样本采集、样品分析;厘米,WZ进行统计分析;CM写的手稿;XK修订后的手稿。所有作者阅读和批准最终的手稿。

确认

本研究联合国家重点支持的研究和开发项目(2018 yfd0500404-4),中国国家自然科学基金(31772613)、STS区域重点项目的中国科学院(kfj - STS - qyzd - 052),湖南创新型省份建设专项资金(2019 rs3022),广西科技部门和人才项目(AD17195043)。我们感谢湖南省重点实验室的工作人员和研究生动物营养生理和代谢过程收集样本和技术人员从中科院重点实验室在亚热带地区农业生态过程提供技术支持。我们要感谢Editage (https://www.editage.cn/)英语编辑。

补充材料

表S1:意思是清洁序列的计数和辣子鸡等五个阶段的妊娠和哺乳期。(补充材料)

引用

  1. d . Newbern和m . Freemark胎盘激素和母亲的新陈代谢和胎儿发育的控制,”目前看来在内分泌科糖尿病和肥胖,18卷,不。6,409 - 416年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  2. 铁道部和i Cardenas”,在妊娠免疫系统:一个独特的复杂性,“美国生殖免疫学》杂志上,卷63,不。6,425 - 433年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  3. j·m·埃文斯、l·s·莫里斯和j . r . Marchesi“肠道微生物组:一个虚拟的角色器官内分泌学的主人,”《内分泌学,卷218,不。3,R37-R47, 2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  4. 欧科伦,j·k·古德里奇,t . c .滤器et al .,“宿主肠道微生物的改造和怀孕期间代谢变化,“细胞,卷150,不。3、470 - 480年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  5. 毛问:h .μ,x Cabana-Puig, j . et al .,“怀孕和哺乳期干扰的反应自身免疫调制的肠道微生物群,”微生物组ID 105条,卷。7日,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  6. p . f . y . j .霁h . Li谢et al .,”阶段的妊娠和断奶母猪肠道微生物群的多样性和功能的影响,“应用微生物学杂志,卷127,不。3、867 - 879年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  7. w·陈,j . Mi: Lv et al .,“哺乳母猪的stage-dependency牛奶微生物群,”微生物学前沿ID 945条,卷。9日,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  8. 吴m . m . Wang, s . et al .,“母乳喂养的婴儿的粪便微生物群组成与母乳寡糖,”儿科胃肠病学杂志和营养,60卷,不。6,825 - 833年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  9. c . m . Rath和p . c . Dorrestein”细菌的化学曲目在肠道微生物介导的代谢交换,“目前看来在微生物学,15卷,不。2、147 - 154年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  10. l . j .杨戴,问:Yu,问:杨”组织学和巴马minipigs鼻腔的解剖结构,”《公共科学图书馆•综合》,12卷,不。第三条ID e0173902, 2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  11. e·m·沃尔特斯和r·s·普莱瑟”推进猪模型对人类健康和疾病,”分子医学,卷110,不。3、212 - 215年,2013页。视图:谷歌学术搜索
  12. x f .香港、y . j ., h·w·李et al .,“结肠细胞腔的微生物群在环江mini-pigs怀孕和细菌代谢物成分:怀孕的食物成分在不同时期的影响,“科学报告》第六卷,没有。1,文章ID 37224, 2016。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  13. j·g . Caporaso c . l .到来w·a·沃尔特斯et al .,“全球16 s rRNA模式多样性每样例中,数以百万计的深度序列”美国国家科学院院刊》上补充1卷。108年,第4522 - 4516页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  14. 段c . Hu f·李,y, y,, x,“谷氨酸补充减少体内脂肪重量完成猪当提供单独或结合精氨酸,它与结肠丙酸和丁酸浓度有关,”食品与函数,10卷,不。8,4693 - 4704年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  15. j·l·v·马格“ganatogram:模块化可视化的R包anatograms和组织基于ggplot 2”F1000Research,7卷,p。1576年,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  16. b·h·麦卡德尔·m·j·安德森,“社区数据拟合多元模型:一个评论基于距离冗余分析,“生态,卷82,不。1,第297 - 290页,2001。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  17. j . r .白色:纳和m .流行“统计方法检测不同的丰富特性在临床宏基因组样本,”PLoS计算生物学,5卷,不。4篇文章ID e1000352 2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  18. w·张,c . Ma, p .谢et al .,“新生仔猪的肠道微生物群与宫内生长受限多样性和不同分类丰度较低,“应用微生物学杂志,卷127,不。2、354 - 369年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  19. a . j . Verheyen d·g·梅斯b . Mateusen et al .,“为怀孕和哺乳期母猪血清生化引用值,“兽医杂志》,卷174,不。1,第98 - 92页,2007。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  20. m . m . Gadhia a . m . Maliszewski O ' meara m . c . et al .,增加氨基酸供应强化分子胰岛素分泌,但并不增加β细胞在胎儿羊。”美国生理内分泌和代谢》期刊上,卷304,不。4,E352-E362, 2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  21. j . w . machteld Spek a . Bannink g .高w•h•j . Dijkstra算法,“食盐摄入量对尿量的影响,尿尿素排泄,和牛奶尿素浓度在泌乳奶牛,”乳品科学杂志》,卷95,不。12日,第7298 - 7288页,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  22. c . Alexopoulos a . Karagiannidis s . k . Kritas et al .,“现场评价bioregulator包含生活蜡样芽胞杆菌孢子在母猪的健康状况和性能及其窝”兽医杂志》上。的一位生理学病理学临床医学,48卷,不。3、137 - 145年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  23. l .田y, m .傅t·彭y . Liu,美国长,“血浆甘油三酯的影响在高密度脂蛋白和载脂蛋白浓度分布,子类”脂质在健康和疾病,10卷,不。1,2011。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  24. s·m·纳尔逊·p·马修斯,l·波斯顿“母体的新陈代谢和肥胖:修改的妊娠结果的决定因素,”人类生殖更新,16卷,不。3、255 - 275年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  25. 张x, d .沈z方et al .,“人类肠道微生物群揭示葡萄糖耐受不良的发展变化,“《公共科学图书馆•综合》,8卷,不。8篇文章e71108 2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  26. e . s . Pelzer j·a·艾伦c . Theodoropoulos t·罗斯,k . w . Beagley,和c·l·诺克斯,“细菌生长激素依赖性、持久性和生物膜的时候试点研究调查期间收集的人类的卵泡液试管受精周期,”《公共科学图书馆•综合》,7卷,不。12篇文章e49965 2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  27. k . s . Kornman和w·j·:雌二醇和孕酮的影响bacteroides-melaninogenicus bacteroides-gingivalis,”感染和免疫,35卷,不。1,第263 - 256页,1982。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  28. h . Adlercreutz m . o . Pulkkinen e . k . Hamalainen和j·t·Korpela”研究在肠道细菌的作用代谢的合成和天然类固醇激素,”类固醇生物化学杂志》上,20卷,不。1,第229 - 217页,1984。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  29. r·梅农s e·沃森l . n .托马斯et al。”饮食复杂性和雌激素受体β状态影响小鼠肠道菌群的组成,”应用与环境微生物学,卷79,不。18日,第5773 - 5763页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  30. j . m . Ridlon s Ikegawa j·m·阿尔维斯et al .,“scindens梭状芽胞杆菌:人类肠道微生物与糖皮质激素转化为雄激素高潜力,”脂质研究期刊》的研究,54卷,不。9日,第2449 - 2437页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  31. 傅s p . j . f . Wang, s . n .李et al .,“短链脂肪酸抑制生长激素和催乳素基因转录通过营地/ PKA /分子信号通路在奶牛垂体前叶细胞,”国际分子科学杂志》上,14卷,不。11日,第21488 - 21474页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  32. f . a . Duca y人形,p .理et al .,“复制的肥胖和相关的信号通路通过转移易肥胖老鼠的微生物群,”糖尿病,卷63,不。5,1624 - 1636年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  33. k . Mokkala h . Roytio大肠Munukka et al .,“肠道微生物群的丰富性和成分和膳食摄入超重孕妇血清zonulin浓度相关,肠道通透性的标志,”《华尔街日报》的营养,卷146,不。9日,第1700 - 1694页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  34. 陈y l . Chen, x, c .方l .赵和f·陈,“肠道微生物群的成熟发展商业仔猪在断奶过渡,“微生物学前沿,8卷,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  35. a·o·g·l·江y y . Liu Oso et al .,“细菌和细菌的差异代谢物在结肠内脂肪和瘦pigs1之间”动物科学杂志》补充3卷。94年,第353 - 349页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  36. l . Gomez-Arango h·l·巴雷特,s a·威尔金森et al .,“低膳食纤维摄入量增加Collinsella丰富的肠道微生物群超重和肥胖的孕妇,“肠道微生物,9卷,不。3、189 - 201年,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  37. l·费尔南德斯r·阿罗约埃斯皮诺萨,m·马林e·吉梅内斯和j·m·罗德里格斯“益生菌对人类哺乳的乳房炎,”有益微生物,5卷,不。2、169 - 183年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  38. d . Tena c·费尔南德斯b Lopez-Garrido et al .,“哺乳的乳房炎所致链球菌乳菇属”,诊断微生物学和传染病,卷85,不。4、490 - 492年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  39. y, t, l .汉l .赵y妞妞,h·陈,“谷酰胺补充缓解便秘在迷你母猪妊娠后期通过修改粪便微生物群组成,”生物医学研究的国际卷,2017篇文章ID 4862861、9页,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  40. s·g·r·b·Guevarra j . Kim Nguyen和t .班次、“比较白人和黑人之间的粪便微生物群猪,”应用生物化学杂志》上,卷。58岁的没有。4、369 - 375年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  41. 刘w·r·Wikoff a . t . Anfora j . et al .,“代谢组学分析显示大的肠道微生物区系对哺乳动物血液代谢物的影响,“美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国,卷106,不。10日,3698 - 3703年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  42. h·m·哈默尔·d·彼特,k Venema s Vanhoutvin f . j . Troost r . j .介绍,“评论文章:丁酸对结肠功能的角色,”滋养药理学和治疗,27卷,不。2、104 - 119年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  43. m . Nuriel-Ohayon h·纽曼,o·齐夫et al .,“孕激素增加双歧杆菌属相对丰度在怀孕的后期,”细胞的报道,27卷,不。3、730 - 736页。2019年e3。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  44. y l .锡箔w·c·李,吴k l . h, s .低浓缩铀和j . y . h . Chan“白藜芦醇可以防止高血压的发展程序通过孕产妇+ post-weaning高果糖消费通过调制的氧化应激,nutrient-sensing信号,和肠道微生物群,”分子营养与食品研究,卷62,不。15篇文章e1800066 2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  45. 李x y . Chen锣,g . et al .,“饮食苜蓿黄酮提取对生长性能的影响,器官发育和血液生化指标的扬州鹅从28岁70天,“动物营养,卷2,不。4、318 - 322年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  46. x f .香港x l .周g .问:丽安et al .,“膳食补充剂与低聚糖改变肠道微生物群并修改肠内腔的代谢物在断奶环江mini-piglets,”畜牧科学卷,160年,第101 - 97页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  47. DK。Igarashi)和k Kashiwagi聚胺类:神秘的调节器的细胞功能”生物化学和生物物理研究通信,卷271,不。3、559 - 564年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  48. r·d·佩雷拉n . e . de长r . c . Wang f . t . Yazdi, a·c·霍洛威学院和美国Raha”在胎盘血管生成:活性氧信号的作用,“生物医学研究的国际文章ID 814543卷,2015年,12页,2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  49. 问:k .盛z . j .杨h·b·赵x l . Wang和j·f·郭,“左旋色氨酸的影响,果聚糖,酪蛋白在减少氨、硫化氢、粪臭素和发酵猪的粪便,”动物科学学术期刊,28卷,不。8,1202 - 1208年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  50. k . j . m . Kraler m . Ghanbari对路透Domig, k . Schedle w . Kneifel,”美联储仔猪的肠道微生物群与麦麸变异的特点是16 s rRNA下一代扩增子测序,”档案的动物营养,卷70,不。3、173 - 189年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  51. f .钱,a . a .呵叻,诉马利克和f·b·胡“代谢影响的单不饱和脂肪acid-enriched饮食相比,碳水化合物或多不饱和脂肪acid-enriched在2型糖尿病患者的饮食:随机对照试验的系统性回顾和荟萃分析,“糖尿病护理,39卷,不。8,1448 - 1457年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  52. r·l·格里尔x, a·c·莫拉等。”Akkermansia muciniphila干扰素介导的负面影响γ葡萄糖代谢。”自然通讯,7卷,不。1,文章ID 13329, 2016。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  53. g . Di Cianni r·米科利l . Volpe c . Lencioni和美国德尔普拉托,“中间代谢在正常妊娠和妊娠期糖尿病,”糖尿病/代谢研究和评论,19卷,不。4、259 - 270年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  54. c . Chelakkot y崔d·k金et al。”Akkermansia muciniphila派生细胞外囊泡通过紧密连接的规定,影响肠道通透性”实验与分子医学,50卷,不。2篇文章e450 2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  55. c . Depommier埃弗拉德,c . Druart et al .,“补充Akkermansia muciniphila在人类志愿者:超重和肥胖的概念验证探索性研究。”自然医学,25卷,不。7,1096 - 1103年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  56. j . Reunanen诉Kainulainen, l . Huuskonen等。”Akkermansia muciniphila坚持肠上皮细胞,增强上皮细胞层的完整性,”应用与环境微生物学,卷81,不。11日,第3662 - 3655页,2015年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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