生长猪肠道内微生物与营养代谢互作及其对机体整体代谢作用机制的研究

批准号:
31430082
项目类别:
重点项目
资助金额:
341.0 万元
负责人:
朱伟云
依托单位:
学科分类:
C1701.畜牧学基础
结题年份:
2019
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
李旻、杭苏琴、余凯凡、慕春龙、杨宇翔、张传健、罗振、马守庆
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中文摘要
以生长猪为研究对象,以微生物菌群数量最多、代谢最旺盛的大肠为研究器官,结合微生物组学和代谢组学技术,研究大肠微生物及其代谢对肠腔中不同组合碳氮尤其是不同结构的非消化多糖或寡糖等营养素的响应,研究微生物代谢变化对肠腔中营养素及代谢物组成的影响,通过肠上皮细胞培养,研究肠上皮营养素感应受体对不同碳氮组合下的肠道微生物差异代谢物的响应,揭示肠腔内微生物与营养代谢互作机制;结合肠瘘管和血插管技术,研究肠道微生物差异代谢物(单一和混合的)对主要营养素入门脉供应和机体整体代谢的影响;通过回盲肠瘘管灌注抗生素和外源菌或抑制剂等干预大肠微生物代谢,研究微生物差异代谢对机体整体代谢网络的调节,揭示肠道微生物---宿主共代谢互作机制,探析肠道微生物对机体整体水平上的营养代谢调节作用,为定向调节营养代谢进而提高生产效率提供新思路。
英文摘要
The proposed project will integrate fields of animal nutrition, biochemistry and gut microbial ecology, and apply techniques including microbial functional genomics and metabolic profiling to investigate the interplay of microbiota and nutrient/ metabolite in the intestine and its impact on the systemic nutritional metabolism of the growing pig. With the most abundant microbiota and highest degree of microbial activity in the pig body, the large intestine will be used as a focus in this study. In vivo and in vitro fermentation experiments will be conducted to assess the response of microbiota and its metabolism to different form and combinations of C and N in the lumen and in turn the influence of microbial activity on the composition and levels of nutrients or metabolites in the lumen will be investigated. To further understand the interaction between microbiota and nutrients, cell culture of pig intestine epithelium will be applied to assess the responsiveness of the nutrient sensing receptors to microbial metabolites. Pigs with intestinal cannula and portal catheters will also be adopted to further investigate the effects of individual or combined metabolites derived from intestinal microbiota on nutrient fluxes, nutrient sensing and whole body metabolism of carbohydrate, nitrogen and fat. The impact of gut microbiota intervention in the pig on the whole body metabolism will be further assessed. Metabolite correlations between intestinal microbe, blood and urine will be deciphered to uncover the metabolic axis between the gut microbiota and the whole body of the pig. Through these, we anticipate to assess the potential of the gut microbiota in directionally manipulating whole body nutritional metabolism of the growing pig, which may provide new frame work guidelines for strategies towards swine production efficiency.
以生长猪为研究对象,以微生物菌群数量最多、代谢最旺盛的大肠为研究器官,结合微生物组学和代谢组学技术,研究了大肠微生物及其代谢对肠腔中不同组合碳氮营养素的响应;结合肠瘘管和血插管技术,研究了抗生素、碳氮营养底物等多种方式干预大肠微生物对宿主肠道与机体整体代谢的影响。研究揭示了不同日龄及抗生素干预模式下生长猪肠道微生物菌群结构和代谢的变化规律。研究发现,大肠碳氮底物改变微生物发酵模式,碳源底物发酵产生大量SCFA供机体利用,进而增加了机体能量代谢,促进脂肪酸合成,抑制脂质氧化;而氮源底物增加,产生生物胺和次级胆汁酸,促进糖酵解及脂肪酸氧化,同时增加结肠黏膜炎症反应、降低结肠屏障功能。进一步通过体内体外研究,揭示次级胆汁酸DCA和LCA调节肠道屏障功能的机制。研究还发现,大肠微生物参与调控生长猪下丘脑神经递质表达,而芳香族氨基酸是微生物菌群调控宿主神经功能的重要介质;进一步阐明了芳香族氨基酸在大肠微生物-肠-脑轴中的介导作用机制,并从大肠乳酸杆菌分离了6株芳香族氨基酸代谢利用菌。本项目研究揭示了肠道微生物---宿主共代谢互作机制,探析了肠道微生物对机体整体水平上的营养代谢调节作用,为定向调节营养代谢进而提高生产效率提供新思路。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
Differential effect of early antibiotic intervention on bacterial fermentation patterns and mucosal gene expression in the colon of pigs under diets with different protein levels
早期抗生素干预对不同蛋白质水平日粮下猪结肠细菌发酵模式和粘膜基因表达的差异影响
DOI:10.1007/s00253-016-7985-7
发表时间:2017-03
期刊:Applied Microbiology and Biotechnology
影响因子:5
作者:Zhang Chuanjian;Yu Miao;Yang Yuxiang;Mu Chunlong;Su Yong;Zhu Weiyun
通讯作者:Zhu Weiyun
DOI:--
发表时间:2017
期刊:生理科学进展
影响因子:--
作者:皮宇;高侃;朱伟云
通讯作者:朱伟云
Increases in circulating amino acids with in-feed antibiotics correlated with gene expression of intestinal amino acid transporters in piglets
饲用抗生素增加循环氨基酸与仔猪肠道氨基酸转运蛋白的基因表达相关
DOI:10.1007/s00726-017-2451-0
发表时间:2017-06
期刊:Amino Acids
影响因子:3.5
作者:Yu Miao;Mu Chunlong;Yang Yuxiang;Zhang Chuanjian;Su Yong;Huang Zan;Yu Kaifan;Zhu Weiyun
通讯作者:Zhu Weiyun
Time-course responses of ileal and fecal microbiota and metabolite profiles to antibiotics in cannulated pigs
插管猪回肠和粪便微生物群和代谢物谱对抗生素的时间=过程反应
DOI:10.1007/s00253-018-8774-2
发表时间:2018-03-01
期刊:APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
影响因子:5
作者:Gao, Kan;Pi, Yu;Zhu, Wei-Yun
通讯作者:Zhu, Wei-Yun
DOI:https://doi.org/10.1007/s00253-018-8774-2
发表时间:2018
期刊:Applied Microbiology and Biotechnology
影响因子:--
作者:Gao Kan;Pi Yu;Peng Yu;Mu Chunlong;Zhu Weiyun
通讯作者:Zhu Weiyun
藏猪全生长期肠道微生物演替及其影响机体营养代谢特征的机制
- 批准号:U22A20519
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:260.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:朱伟云
- 依托单位:
哺乳仔猪小肠微生物对母乳关键多糖代谢及其调节肠道黏膜糖基化和发育的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:305万元
- 批准年份:2020
- 负责人:朱伟云
- 依托单位:
瘤胃纤维降解产甲烷过程中厌氧真菌与甲烷菌代谢关系机制及其作用
- 批准号:31072052
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:朱伟云
- 依托单位:
瘤胃甲烷形成和调控的微生物学和营养代谢基础
- 批准号:30530560
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:160.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:朱伟云
- 依托单位:
厌氧真菌对瘤胃乳酸产生菌群及其L型和D型乳酸积累的影响
- 批准号:30371041
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:朱伟云
- 依托单位:
DNA指纹法研究外源乳酸菌在仔猪肠道中存活规律及其作用
- 批准号:30250005
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:朱伟云
- 依托单位:
瘤胃真菌和细菌在饲料降解过程中协同作用机理的研究
- 批准号:39870578
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:14.0万元
- 批准年份:1998
- 负责人:朱伟云
- 依托单位:
国内基金
海外基金
