中国农大呙于明教授团队在肠道微生物 调控蛋鸡骨骼发育方面取得重要进展
发布时间:2025年01月21日
中国农大呙于明教授团队在肠道微生物
调控蛋鸡骨骼发育方面取得重要进展
近日,微生物学权威期刊《微生物
组》(Microbiome)在线发表畜禽营养
与饲养全国重点实验室呙于明教授团队
的研究论文《粪厌氧棒杆菌 CML199 通过
丁酸盐介导的肠-骨轴促进骨骼发育并减
缓衰老引起的骨质流失》
(Anaerostipes caccae
CML199enhances bone development and
counteracts aging-induced bone loss
through the butyrate-driven gut
bone axis: the chicken model)1。该
研究以蛋鸡为模型,解析了骨骼发育规
律及其与肠道菌群的关联性,挖掘到一
株具有骨调节作用的鸡源益生菌粪厌氧
棒杆菌 CML199(Anaerostipes caccae
CML199,ANA),且进一步探讨了其促进
育成期蛋鸡骨骼发育和减轻衰老蛋鸡骨
质流失的机制。
在包括鸟类和哺乳动物在内的高等
脊椎动物中,骨骼是一个多功能器官,
对于支持姿势和运动、保护内脏器官、
维持矿物质代谢平衡和调节内分泌功能
至关重要。骨骼的发育和重塑受多种因
素调节,例如遗传因素、营养因素、环
境因素、激素和免疫细胞等。近年来,
越来越多的研究发现肠道微生物及其代
谢产物均能参与上述调节过程来影响骨
代谢(团队前期将相关研究进展以综述
的形式发表于 Bone research 期刊上
2)。与哺乳动物不同,雌性鸟类由于其
产蛋特性而表现出高度活跃的骨重塑。
本研究以蛋鸡为模型,首先解析了 10-90
周龄蛋鸡的骨骼发育规律和盲肠微生物
群落的演替规律,发现蛋鸡骨骼的生长
发育模式区别于哺乳动物,衰老会导致
髓质骨体积不断增加,逐渐取代骨小梁
并填充骨髓腔,且骨代谢过程逐渐减
弱。通过关联分析发现部分梭菌目的菌
株与蛋鸡骨骼发育显著相关,并筛选到
四株与骨代谢相关的菌株,其中 ANA 在
体内和体外对骨形成的促进作用最为显
著。最后,通过长达 72 周的蛋鸡饲养试
验证实日粮持续补充 ANA 菌粉可提高蛋
鸡的骨代谢和改善骨髓免疫微环境来促
进育成期骨骼发育,且蛋鸡育成期累积
的骨量有助于延缓衰老引起的骨小梁损
失,其机制可能与 ANA 的代谢产物丁酸
及可其持续改善蛋鸡的肠道微环境相
关。
该工作对深入探究骨代谢与肠道微
生物的互作关系和机制、挖掘肠道微生
物资源提供了理论基础和技术储备,也
对蛋鸡的长周期养殖模式和促进畜禽健
康养殖具有重要意义。
中国农业大学 2024 届博士毕业生吕
正天为论文第一作者,呙于明教授和刘
丹副教授为论文的共同通讯作者,胡永
飞教授对本研究给予了大力支持。该工
作得到国家重点研发计划和中国农业大
学 2115 人才发展计划的资助。