《The Journal of Nutrition》:Persistent Benefits of Early Gestational Chenodeoxycholic Acid Supplementation on Late Pregnancy in Sows via Sustained Modulation of the Gut-Metabolism Axis
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叶颖|王小龙|马倩|刘恩|张东燕|刘辉|蔡龙|王静|冯涛|玛蒂娜·施罗伊恩|陈美霞比利时列日大学Gembloux Agro-Bio Tech机构TERRA教学与研究中心,动物科学系,5030 Gembloux,比利时摘要背景我们之前在猪身上的研究发现,胆脱氧胆酸在妊娠早期是一种强
叶颖|王小龙|马倩|刘恩|张东燕|刘辉|蔡龙|王静|冯涛|玛蒂娜·施罗伊恩|陈美霞
比利时列日大学Gembloux Agro-Bio Tech机构TERRA教学与研究中心,动物科学系,5030 Gembloux,比利时
摘要
背景
我们之前在猪身上的研究发现,胆脱氧胆酸在妊娠早期是一种强大的代谢调节物质,它能够通过优化母体代谢状态和肠道微生物与宿主的相互作用来促进胚胎着床。不过,妊娠早期摄入胆脱氧胆酸对妊娠后期的影响至今尚未得到充分研究。
目的
本研究旨在探讨在妊娠早期(妊娠第0-28天)补充胆脱氧胆酸是否会对母猪妊娠后期的健康状况和繁殖性能产生持续的代谢调节作用。
方法
选取24头多胎母猪,随机分为两组,一组喂食普通饲料,另一组在妊娠早期喂食含0.15%胆脱氧胆酸的饲料。随后检测这些母猪妊娠后期的繁殖性能、氧化应激水平、炎症状态、肠道微生物群以及血清代谢物情况。
结果
研究结果显示,妊娠早期补充胆脱氧胆酸能显著增加每胎产仔总数和活产仔数(P<0.05)。此外,该处理还能减轻母猪的氧化应激和全身炎症反应,同时提高其妊娠后期的胰岛素敏感性(P<0.05)。非靶向代谢组学分析显示,肠道微生物群发生了明显的代谢重塑,有益代谢物如L-鸟氨酸含量增加,而促炎和氧化相关标志物如1-棕榈酰磷脂酰胆碱、2-溶血磷脂酰胆碱、3-羟基邻苯二酚酸以及N-羧甲基赖氨酸含量则有所下降。16S rRNA测序表明,胆脱氧胆酸是对肠道微生物群进行针对性调控,而非对其整体结构进行重构。具体而言,它抑制了包括NK4A214_group、Clostridium_sensu_stricto_1以及Turicibacter在内的有害细菌生长,同时增加了Subdoligranulum等有益菌属的数量。多组学分析进一步确定NK4A214_group是与炎症加剧及不良代谢状况相关的关键因素。
结论
总体而言,这些研究结果表明,妊娠早期补充胆脱氧胆酸可通过优化特定的肠道微生物与代谢物之间的相互作用,长期保护母体的代谢功能,从而保障良好的妊娠结局。
引言
成功的妊娠依赖于母体精确的代谢适应。全球生育率一直在逐渐下降,据估计全球有15%的夫妇存在难以怀孕的问题。在诸多影响因素中,母体代谢紊乱——通常伴随着氧化应激和促炎状态——被认为是导致生殖功能受损的重要原因。2000年到2023年间,女性患代谢综合征的比例从14.7%上升至31.0%,2023年全球约有8.46亿女性受到影响。因此,有效管理妊娠期间的代谢健康以优化生殖结局是一项亟需解决的公共卫生问题。由于猪在解剖结构和生理功能上与人类高度相似,因此它是妇科研究领域中非常适用的大型动物模型。所以,母猪是研究妊娠期间复杂代谢过程及潜在营养干预措施的理想模型。
我们之前的研究发现,胆脱氧胆酸在妊娠早期是一种强大的“代谢催化剂”。补充胆脱氧胆酸可以通过优化卵巢孕酮合成、调整母体氨基酸代谢、提升抗炎和抗氧化能力以及胰岛素敏感性,还有助于改善肠道微生物群与宿主代谢物之间的相互作用,从而促进胚胎着床。然而,妊娠是一个持续不断的生理过程。随着妊娠时间的推进,母体各个系统面临的代谢需求不断增加,常常表现为胰岛素抵抗、氧化应激加剧以及轻微的炎症状态。虽然这些适应性变化对于支持胎儿发育是必要的,但若其功能出现紊乱,就可能导致母体患上妊娠期糖尿病、先兆子痫等妊娠期代谢疾病,还会增加早产和死产的风险,同时对胎儿的发育也会产生不利影响。尽管在妊娠后期进行营养干预已被证明有效,但目前尚不清楚仅在妊娠早期进行代谢调控是否也能为妊娠后期带来持续益处。我们的初步证据表明,妊娠早期补充胆脱氧胆酸所引发的代谢重塑并非仅局限于“着床期”,而是可能在整个妊娠期间对母体生理功能产生持续的影响。不过,这种持久影响是否依赖于肠道微生物群的持续变化以及其与宿主代谢之间的相互作用,仍有待进一步研究。
为了解答这些问题,我们推测妊娠早期补充胆脱氧胆酸可以通过调控肠道微生物群与代谢组之间的关系,从而引发长期的母体代谢编程效应,为妊娠后期带来持续的抗炎和抗氧化益处。为了验证这一假设,本研究评估了妊娠早期补充胆脱氧胆酸对妊娠后期母猪代谢健康的长期影响。通过结合非靶向代谢组学分析和16S rRNA测序,我们的研究目标包括:(1)确定妊娠早期补充胆脱氧胆酸所带来的抗炎和抗氧化益处是否可以持续到妊娠后期;(2)阐明这类持续效应背后的代谢和微生物机制;(3)解析妊娠后期肠道微生物群与宿主代谢物之间的相互作用网络,为预测微生物的功能适应性提供依据。这项研究有助于我们更深入地理解胆汁酸在妊娠相关代谢编程中的作用,也为制定旨在“优化妊娠健康”的营养策略提供了理论框架。
章节节选
动物实验与样本采集
本研究已获得北京农林科学院动物福利与伦理委员会的批准(批准编号:IHVM11-2202-2)。实验设计及样本采集流程参考了之前的研究,并做了一些细微调整。共选取24头健康的多胎(兰德瑞斯×大白)母猪,根据体重、背脂厚度、生育次数以及之前的产仔数将其随机分为两组,每组12头。在本研究中,每只母猪
妊娠早期膳食添加胆脱氧胆酸可提升母猪的繁殖性能。
表2显示,与对照组相比,补充胆脱氧胆酸组的仔猪总数和活产仔数显著更高(P<0.05)。而死产、畸形或木乃伊化仔猪的数量则没有显著差异(P>0.05)。
妊娠早期膳食添加胆脱氧胆酸可减轻氧化应激,降低炎症反应,并改善妊娠后期的葡萄糖代谢。
妊娠第110天时,与对照组相比,补充胆脱氧胆酸组的母猪血清MDA水平显著降低,而T-AOC、SOD、CAT和GSH-Px的活性则显著升高(见图1,P<0.05)。
讨论
妊娠期间母体代谢状况不佳是导致哺乳动物繁殖能力下降的重要原因。虽然妊娠晚期的营养干预已显示出一定效果,但妊娠早期干预的长期“编程”效应仍缺乏足够研究。我们之前的研究已经证实胆脱氧胆酸在妊娠早期具有代谢调节作用。在本研究中,我们进一步发现,妊娠早期补充胆脱氧胆酸能带来持续的代谢益处,这些益处可一直延续到妊娠后期。
结论
综上所述,本研究表明,妊娠早期补充胆脱氧胆酸是一种有效的营养编程策略,能够显著提升母猪的繁殖性能。我们的研究结果证实,胆脱氧胆酸的抗炎和抗氧化作用可以持续到妊娠后期,有效缓解母体的代谢压力。这些持续益处是通过有针对性地调控肠道微生物群实现的,尤其是通过抑制NK4A214_group这类潜在有害细菌的作用来达成的。
作者贡献
叶颖:概念设计、数据整理、正式分析、研究实施、方法学设计以及初稿撰写。王小龙:方法学设计及数据可视化。马倩:研究实施及方法学设计。刘恩:研究实施及方法学设计。张东燕:研究实施及方法学设计。刘辉:研究实施及方法学设计。蔡龙:研究实施及方法学设计。王静:研究实施及方法学设计。冯涛:研究实施及方法学设计。陈美霞:数据可视化以及论文的审阅与编辑。马丁娜·施罗伊恩:概念设计、数据整理、正式分析
数据共享
本文中描述的数据将在相应作者提出申请并获得批准后予以提供。
资助来源
本研究得到了中国国家自然科学基金(项目编号:32202705)、北京农林科学院改革与发展项目(项目编号:XMS202604)、北京农林科学院优秀青年科学家基金(项目编号:YKPY2026013)以及安徽省乡村振兴协同技术服务中心的相关项目(项目编号:FYKFKT24017)的支持。
关于生成式AI的声明
在撰写本文时,作者使用了Gemini工具来提升文本的可读性和语言表达质量。使用该工具后,作者对内容进行了必要的审核和修改,并对文章内容承担全部责任。
资金支持
本研究得到了中国国家自然科学基金(项目编号:32202705)、北京农林科学院的改革与发展项目(项目编号:XMS202604)、北京农林科学院的优秀青年科学家基金(项目编号:YKPY2026013)以及安徽省乡村振兴协同技术服务中心的相关项目(项目编号:FYKFKT24017)的支持。
致谢
我们要感谢李晓鹏以及养猪场的员工们在样本采集工作中给予的帮助。