项目文章 | 天昊扩增子绝对定量测序在动物病原菌防治领域新应用

发稿时间：2023-02-19来源：天昊生物

近期，来自华南农业大学动物科学学院的科研人员，在国际知名学术期刊《Journal of Animal Science and Biotechnology》(IF=6.175/Q1)上发表研究论文。该研究利用天昊微生物创新型Accu16S^®绝对定量测序检测方法，评估了AHLase对鼠伤寒沙门氏菌感染肉鸡的生长性能和肠道健康的影响。结果发现，补充AHLase能够减弱鼠伤寒沙门氏菌侵袭造成的肉鸡生长迟缓和肠道破坏，这提示可能与观察到的肠道微生物群失调的恢复有关。本研究为动物沙门氏菌感染的防控提供了新的见解。

鼠伤寒沙门氏菌是家禽中最常见的病原菌之一，其感染会导致多种肠道紊乱，进而影响鸡的生长表现。过去几十年，广泛使用抗生素控制动物中的沙门氏菌侵袭，但因其严重副作用已经被许多国家和地区禁止使用。因此，寻求抑制沙门氏菌在鸡体内感染的策略变得紧迫。一种复杂的细菌感染方式是细胞间通讯，它控制着细菌的致病性并与宿主相关的多种表型。

研究表明，细菌间的“群体感应”机制在细菌的致病性和与宿主环境的交互中起重要作用，因此AHL等QS信号分子成为控制细菌感染的有希望的分子靶标。通过限制AHL的积累，如通过酶催化降解，可以抑制QS的发生。N-酰基羟丁酸内酰胺酶（AHLase）通过水解内酰胺酯键可有效降解肠道AHL。之前的研究显示，AHLase可抑制某些革兰氏阴性病原体的群体感应相关病原性。

本研究旨在探究AHLase的添加是否可以减轻S. Typhimurium对肉鸡免疫力、肠道健康和生长性能的损害。研究发现，AHLase在限制S. Typhimurium感染方面表现出潜在的疗效，可减轻其对免疫力、肠道健康和肉鸡生长性能的损害。因此，AHLase成为限制鸡肉生产中的沙门氏菌感染的新策略之一。

本研究的实验动物共选择240只一日龄的雌性肉鸡，随机分成5组，每组6个重复，每个重复8只。处理如下：阴性对照组（NC）（接受基础饲料，无侵染），阳性对照组（PC）（接受基础饲料和S. Typhimurium感染），以及PC辅以5、10或20 U/g AHLase共5组。随后对生长情况、相对器官重量和血清参数等指标进行测量。实验还对肠道形态进行测量，对空肠和回肠进行RNA提取和qPCR检测。本实验最后利用天昊生物Accu16S^®绝对定量测序方法（V3-V4区），对肉鸡盲肠内容物进行了分析。

实验发现，添加10 U/g剂量的AHLase适用于缓解鼠伤寒沙门氏菌感染肉鸡的生长迟缓。因此，选择NC组，PC组和10 U / g AHLase组（喂食10 U / g AHLase的PC组）的样品进行进一步分析。

表1、AHLase对受鼠伤寒沙门氏菌感染的肉鸡生长性能的影响。（原文表2）

在肠道形态学方面，与NC组相比，PC组的肉仔鸡在第10天表现出空肠和回肠CD的增加以及空肠和回肠V/C的降低。与PC组相比，AHLase组第10天空肠和回肠CD降低，回肠VH、空肠和回肠V/C升高。在第14天，与NC组相比，PC组的回肠CD增加，空肠和回肠V/C降低。

肠道基因的相对mRNA表达结果显示，与NC组相比，PC组在第10天和第14天回肠紧密连接蛋白-1和闭锁蛋白的表达均降低。PC组和AHLase组回肠TJ蛋白(包括Claudin-1、Occludin和ZO-1)的表达无差异。关于回肠炎性细胞因子，IL-1β和IL-8在第10天的表达在PC组高于NC组。此外，与NC组相比，PC组在第14天回肠IL-8表达降低，而回肠TNF-α表达升高)。与PC组相比，AHLase组在第10天回肠IL-1β和IL-8的表达减少。

肠道菌群的多样性分析发现，各组间肠道微生物群α多样性指标无差异。ADONIS分析揭示了各组之间肠道微生物群的β多样性(相似性)的差异 (图1A)。PCA、PCoA和NMDS图都显示了这一点，这些图定义了NC组和PC组的样本占据明显不同位置的组(图1B-D )，然而在PC组和AHLase组之间只注意到很少的微生物群分离。

图1、10日龄肉鸡肠道菌群的β多样性分析。A、ADONIS相似性分析。B、NMDS分析。C、PCA分析。D、PCoA分析。（原文图4）

肠道微生物群的组成发现，肉鸡肠道微生物群的主要门是厚壁菌门，其次是变形菌门(图2A)。在厚壁菌门内，大多数属于梭菌纲和杆菌纲(图5B)。与NC组相比，PC组中梭状芽孢杆菌的相对丰度或绝对丰度都降低，而AHLase组显示梭状芽孢杆菌的相对丰度和绝对丰度升高。

随后，研究又利用LEfSe和PICRUSt对各组肠道微生物群进行了差异菌种分析和菌群的功能预测，并结合生长及血液参数，与肠道菌群进行了相关性分析。

补充剂量为10U / g的AHLase能够通过减轻肉鸡的肠道炎症和屏障功能障碍，来减轻鼠伤寒沙门氏菌诱导的生长迟缓和肠道破坏，这可能至少部分与其减轻鼠伤寒沙门氏菌诱导的肠道微生物群失调的能力有关。本研究结果验证了肠道微生物群在介导AHLase对肉鸡生长和肠道健康的保护作用中的作用，从而为控制动物沙门氏菌感染提供了新的见解。

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