《Fishes》：Regulation of Sturgeon Growth, Immunity, and Intestinal Microbiota by Lactococcus lactis and Its Selenium-Enriched Product as an Alternative to Antibiotic: Advantages and Limitations of Inorganic Selenium
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本研究评估了乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1及其无机硒富集衍生物在杂交鲟中的效果，重点关注生长性能、免疫反应和肠道健康。研究人员进行了为期21天的喂养试验，设置四个组：对照组（CK）、乳酸乳球菌（Lactococcus lactis
本研究评估了乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1及其无机硒富集衍生物在杂交鲟中的效果，重点关注生长性能、免疫反应和肠道健康。研究人员进行了为期21天的喂养试验，设置四个组：对照组（CK）、乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1组（R）、无机硒富集乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1组（RX）和恩诺沙星组（E）。所有补充组均表现出显著改善的增重。R组获得了大多数必需氨基酸和总氨基酸的最高水平，而RX组则达到了最高的蛋氨酸含量。相比之下，E组与R组和RX组相比，大多数氨基酸水平显著降低。R组抑制了变形菌门（Proteobacteria）的丰度，同时富集了诸如乳酸球菌属（Lactococcus）等有益菌属，从而增强了与能量代谢、氨基酸生物合成和信号转导相关的功能能力。RX组促进了厚壁菌门（Firmicutes）和慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）的增殖，并在抗氧化能力和次级代谢物生物合成方面表现出优越的功能特征。此外，RX组下调了白细胞介素-6（IL-6），显示出平衡的免疫调节效应和抗炎潜力。总之，乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1及其富硒衍生物代表有前景的抗生素替代品。单独的乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1提供更全面的效果，而无机硒补充部分损害了其整体性能，但实现了更精确的免疫调节。这项工作为乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）的精准应用提供了科学基础。
以下是一篇基于论文《Regulation of Sturgeon Growth, Immunity, and Intestinal Microbiota by Lactococcus lactis and Its Selenium-Enriched Product as an Alternative to Antibiotic: Advantages and Limitations of Inorganic Selenium》的解读文章，发表在《Fishes》。
**研究背景与问题**
鲟鱼是古老且经济价值高的鱼类，中国已成为全球最大养殖国，2024年产量占全球85%以上。然而，细菌性病害频发导致抗生素滥用，引发生长代谢紊乱、肠道菌群失调、耐药基因水平转移等问题，亟需绿色替抗策略。益生菌（如乳酸乳球菌
?）可调节宿主-菌群互作，但单独应用仍存局限；硒是必需微量元素，无机硒经微生物转化后毒性低、生物利用度高，但与益生菌联用的复杂性尚不清楚，尤其是硒形态对菌体本身及宿主的具体影响有待解析。
**研究目的**
该研究旨在阐明乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1及其无机硒富集制剂对杂交鲟（Acipenser baerii ♀ × A. schrenckii ♂）生长、免疫、氨基酸谱、肠道菌群结构及功能的影响，以评估其作为抗生素替代品的潜力，并揭示无机硒补充的优势与局限性。
**主要技术方法**
研究人员从山东临朐商业渔场获取400尾杂交鲟（初始体重12.95±0.45 g），经14天驯化后开展21天喂养试验，设4组：对照组（CK）、乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1组（R）、无机硒（亚硒酸钠）富集乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1组（RX）、恩诺沙星组（E）。关键技术包括：透射电镜（TEM）与能量色散X射线能谱（EDS）表征菌体硒富集；组织学分析（HE染色）；16S rRNA基因扩增子测序（V3-V4区，NovaSeq 6000）结合生物信息学（OTU聚类[97%]、α/β多样性、LEfSe、PICRUSt功能预测）；RT-qPCR检测免疫基因（TLR1、NF-κB、IL-6）在肝、脾、肾中的表达。
**研究结果**
3.1 无机硒在RDN-1中的富集：TEM和EDS表明RDN-1能将亚硒酸钠生物转化并胞内积累硒（干生物量中Se含量2.62%），但高硒浓度导致菌株生长速率显著下降、细胞完整性受损。
3.2 生长性能：所有处理组增重和特定生长率（SGR）均显著高于CK（p<0.05）；E组增重和SGR最高（p<0.05），R与RX组间无显著差异。
3.3 肠道组织学观察：R组肠绒毛高度显著增加（p<0.05），黏膜层增厚、隐窝结构清晰；RX组肠壁增厚，绒毛长度和宽度在后期改善（p<0.05），但局部上皮细胞轻度空泡化；E组肠壁厚度、绒毛宽度和高度显著降低（p<0.05），出现绒毛萎缩、黏膜层变薄、炎性细胞浸润。
3.4 鲟鱼肌肉氨基酸含量：21天后，R组大多数氨基酸（必需、半必需、非必需）水平显著高于其他组（p<0.05）；RX组蛋氨酸含量显著高于R组（p<0.05）；E组总必需氨基酸、半必需氨基酸及总氨基酸显著低于R和RX组（p<0.05），部分氨基酸低于CK。
3.5 肠道微生物多样性与结构：α多样性（Simpson、Shannon、Chao1）显示R组初期下降后恢复，RX组持续下降，E组后期明显降低。门水平上，R组变形菌门（Proteobacteria）丰度持续低于CK，厚壁菌门（Firmicutes）升高；RX组变形菌门（Proteobacteria）降低，厚壁菌门（Firmicutes）在7天和21天显著升高；E组变形菌门（Proteobacteria）在7天和14天升高。
3.6 差异微生物LEfSe分析：R组早期富集乳酸球菌属（Lactococcus），后期梭菌纲（Clostridia）、乳杆菌目（Lactobacillales）等有益菌增加；RX组中期富集Vicinamibacteria、立克次氏体目（Rickettsiales），后期慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）和Phreatobacter增加，同时抑制蓝细菌门（Cyanobacteria）、肠杆菌目（Enterobacterales）等；E组早期富集伯克霍尔德菌目（Burkholderiales）、黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）等条件致病菌，后期红杆菌属（Rhodobacter）富集。
3.7 肠道微生物代谢通路预测（PICRUSt）：R组在3个时间点持续上调能量代谢（丙酮酸代谢、氧化磷酸化、糖酵解）和蛋白质合成（核糖体生物发生、氨酰-tRNA生物合成）通路，下调细菌运动蛋白通路；RX组后期增强糖酵解/葡糖新生、脂肪酸代谢、丁酸/丙酸代谢及缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸降解，并持续上调DNA修复通路；E组后期代偿性上调ABC转运蛋白、氨基酸代谢等通路。
3.8 肠道菌群与氨基酸相关性：链球菌属（Streptococcus）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）与大多数氨基酸显著正相关（p<0.05）；蛋氨酸积累与链孢囊菌目（Streptosporangiales）、诺卡氏菌科（Nocardiopsaceae）显著正相关。
3.9 免疫基因表达：在肝脏，R组14天IL-6和NF-κB显著上调（p<0.05），21天IL-6下调、NF-κB上调；RX组14天脾脏IL-6和NF-κB显著低于CK（p<0.05），21天肾脏中TLR1、NF-κB、IL-6显著上调（p<0.05）；E组21天肝脏中IL-6、NF-κB、TLR1均极显著上调（p<0.05），肾脏中则显著下调（p<0.05）。
**讨论与结论**
讨论指出，乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1通过抑制变形菌门（Proteobacteria）、富集乳酸球菌属（Lactococcus）等有益菌，提升了能量代谢与氨基酸合成通路，促进氨基酸沉积。无机硒补充虽专一性提高蛋氨酸含量并增强抗氧化能力（DNA修复通路上调），但高硒对菌体产生细胞毒性，削弱了益生菌的整体效果，导致肠绒毛轻度空泡化和免疫调节趋向组织特异性（如下调脾脏IL-6）。恩诺沙星虽短期促生长，但破坏肠道屏障、诱发菌群结构退化（条件致病菌增殖）、抑制氨基酸代谢，并引发肝脏炎症应激。
**研究结论**（原文翻译）：在本研究中，乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）RDN-1在鲟鱼中展现出比其无机硒富集衍生物更优越的整体效果。具体而言，乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）抑制了变形菌门（Proteobacteria）的丰度，同时富集了诸如乳酸球菌属（Lactococcus）等有益菌属，从而增强了与能量代谢、氨基酸生物合成和信号转导相关的功能能力。这些变化促进了代谢重编程，使氨基酸的利用和沉积更加高效。相比之下，无机硒补充导致了整体氨基酸沉积较差、肠道形态较差以及肠道微生物群调节效果较弱，这很可能归因于其对RDN-1的细胞毒性。然而，无机硒补充专门促进了肌肉中的蛋氨酸沉积，增强了抗氧化能力，并刺激了次级代谢物的生物合成。相反，恩诺沙星同时诱导了肠道屏障损伤、微生物群结构恶化和功能失调，最终损害了宿主的氨基酸沉积。这些发现为益生菌作为水产饲料中可行的抗生素替代品提供了科学基础。未来的研究将聚焦于优化益生菌与微量元素的协同配方，并评估此类补充剂对鱼类抗病能力的长期影响。
