本研究旨在探讨丁酸钠对热应激小鼠肠道菌群结构和粪便代谢物的影响。选取体重约为20±2 g的6周龄昆明小鼠30只,随机分为对照组(Control Group,Con),热应激组(Heat stress Group,HS),丁酸钠处理组(Heat stress+Sodium butyrate Group,HSBU),每组10只。Con组小鼠置于室温23±2℃饲养;HS组和HSBU组进行循环热应激处理(33±1℃,7:00～19:00);同时HSBU组小鼠灌服50 mg/kg·BW(body weight)丁酸钠,HS组、Con组小鼠灌服等体积生理盐水;于实验第8 d观察记录小鼠状态,称量体重后收集粪便进行16S r DNA高通量测序及GC-TOF/LC代谢组学分析,结果如下:1、与对照组相比,热应激组肠道菌群OTU数量;alpha相关指数Chao1、Ace与Shannon指数值显著下降(P<0.05),Simpson指数值显著上升(P<0.05);多元统计分析发现,热应激组小鼠肠道菌群中Bacteroidetes菌群丰度显著升高,Firmicutes菌群丰度显著降低(P<0.05)。热应激组肠道菌群中与炎症相关的菌群Erysipelotrichaceae丰度上升,Lachnospiraceae丰度下降。2、与对照组相比,热应激组小鼠粪便中甲基丙二酸、L-色氨酸、牛磺酸等16种代谢分子水平显著上升(P<0.05);γ-谷氨酰半胱氨酸、泛酰巯基乙胺和肌苷等12个代谢分子水平显著下降(P<0.05或P<0.01)。3、与热应激组相比,丁酸钠可提高小鼠肠道菌群中Firmicutes,Lachnospiraceae的相对丰度,并显著提高Ruminococcus＿1、Roseburia和Anaerotruncus等短链脂肪酸产出菌的菌属丰度(P<0.05或P<0.01)而使Erysipelotrichaceae菌属的丰度显著降低(P<0.01)。4、与热应激组代谢物水平相比,丁酸钠可调整L-哌啶酸、L-抗坏血酸等代谢物水平,从而对热应激造成的代谢物质紊乱进行调节。5、对小鼠肠道差异菌群与粪便差异代谢物进行关联分析发现,L-抗坏血酸、肌氨酸酐、L-哌啶酸等代谢物与毛螺菌科、伞形科、微球菌科与红细菌科呈正/负相关关系(P>0.05或P<0.05),进一步研究发现代谢差异物(相关性)参与生物体精氨酸和脯氨酸代谢、不同环境中的微生物代谢与缺氧诱导因子1(HIF-1)信号通路等代谢通路。综上所述,热应激会破坏小鼠肠道菌群平衡及肠道代谢功能稳态,而通过灌服丁酸钠能够调整热应激小鼠肠道菌群结构与代谢产物从而缓解热应激损伤,这可能与HIF-1信号通路有关,值得进一步研究。