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胆汁酸是胆汁的主要功能成分,初级胆汁酸在肝细胞中由胆固醇合成,储存在胆囊,机体进食后释放到肠道中,由肠道微生物进一步代谢生成次级胆汁酸。胆汁酸除了可促进食物中脂溶性营养物质的吸收外,还调节许多代谢过程,如葡萄糖、脂质和能量代谢与平衡。近年来,胆汁酸作为一种新型饲料添加剂在动物养殖业中广泛应用,特别是在仔猪饲粮中的应用中得到了比较好的经济效益。本论文以无菌(germ-free,GF)仔猪和粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)仔猪作为动物模型,研究肠道微生物对仔猪胆汁酸谱和胆汁酸代谢的影响。希望进一步探索猪胆汁酸代谢机制,为其在医学及动物生产中应用提供理论依据,也为无菌猪模型用于模拟人的胆汁酸代谢生理状态提供有用信息。试验选择无特定病原体的妊娠巴马供体母猪,进行无菌剖腹产术,获得无菌新生仔猪。随机选择无菌仔猪11头,分为无菌组(GF组,5头)和粪菌移植组(FMT组,6头)。GF组始终保持无菌状态,FMT组在7 d时口服植入提前制备的健康猪源粪菌,1 ml/d,连续服用3 d。所有仔猪始终保持在无菌隔离器内饲养,统一饲养管理条件。试验期42 d,所有试验仔猪0-21 d饲喂灭菌配方乳,22-42 d饲喂灭菌固体饲粮。42 d麻醉后屠宰,麻醉后先采集前腔静脉血,放血处死后在超净台内采集胆汁、肠道内容物及肝脏和肠道组织。通过液相质谱(LC-MS)技术,测定仔猪肝脏、血清、胆汁、粪便和肠道内容物的胆汁酸谱,通过实时荧光定量PCR技术和平行反应监测(parallel reaction monitoring,PRM)技术,测定肝脏和肠道组织中胆汁酸合成酶、胆汁酸转运体及FXR通路靶基因等的表达情况。试验结果表明:(1)与GF仔猪相比:FMT组仔猪盲肠内容物、结肠内容物和粪便中的总胆汁酸水平显著升高(P<0.01),分别为GF仔猪的11.85、8.26、5.27倍。空肠内容物也有相同的升高趋势;FMT仔猪空肠、盲肠、结肠内容物和粪便中的次级胆汁酸占总胆汁酸的比例显著升高(P<0.05),分别为16.50%、44.60%、48.83%和40.07%;FMT仔猪肝脏中、胆汁中的牛磺结合型胆汁酸水平及其占比显著降低(肝脏:P<0.05,胆汁:P<0.01),甘氨酸结合型胆汁酸占比(肝脏:84.72%;胆汁:70.42%)显著升高(肝脏:P<0.05;胆汁P<0.01),胆汁中的甘氨酸结合型胆汁酸水平显著升高(P<0.01);FMT仔猪血清中的牛磺结合型胆汁酸占比(16.78%)显著降低(P<0.05),游离型胆汁酸的占比(61.87%)显著升高(P<0.01)。FMT仔猪空肠内容物、盲肠内容物、结肠内容物和粪便均表现出了牛磺结合型胆汁酸的占比显著降低(P<0.01),盲肠、结肠内容物与粪便中的游离胆汁酸占比显著提高(P<0.05),结肠内容物和粪便游离型胆汁酸水平显著升高(P<0.05)。FMT仔猪空肠内容物中甘氨酸结合型胆汁酸占总胆汁酸的比例(60.83%)也有升高的表现趋势(P>0.05)。(2)与GF仔猪相比:FMT仔猪合成胆汁酸经典途径主要酶CYP7A1 mRNA水平显著降低(P<0.05),约为GF仔猪的37%,替代途径主要酶CYP7B1和CYP27A1的蛋白表达水平显著降低(P<0.01);FMT仔猪肝脏中的胆汁酸结合相关酶BAT基因显著下调(P<0.01),约为GF仔猪的43%。FMT仔猪肝脏胆汁酸外排蛋白MRP2 mRNA表达水平较GF仔猪显著降低(P<0.05),约为GF仔猪的57%,在蛋白表达水平上也有相同趋势,但无显著差异(P<0.05),FMT仔猪肝脏外排蛋白OSTα、BSEP的蛋白表达量都显著降低(P<0.05);FMT仔猪回肠ASBT mRNA表达水平显著下调(P<0.01),FMT仔猪回肠、盲肠和结肠中MRP3的mRNA表达水平显著上调(P<0.05);FMT与GF仔猪在FXR/TGR5信号通路上在肝脏的差异比肠道更大,FMT仔猪肝脏FXR mRNA表达量较GF仔猪显著降低,约为GF仔猪的48%(P<0.01),蛋白表达水平也有下调趋势(P>0.05),FMT肝脏中的FGFR4、KLβ的mRNA表达水平较GF仔猪下调(P<0.01),FGFR4在蛋白表达水平上也显著降低(P<0.05)。综上所述,肠道微生物的转入与定植增加了仔猪肠道胆汁酸含量和胆汁酸的排泄,提高了次级胆汁酸占比,改变了仔猪胆汁酸谱。不仅如此,肠道微生物的存在还抑制了仔猪肝脏胆汁酸的合成、促进了胆汁酸在肝脏的累积速度,影响了胆汁酸的肝肠循环过程。