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目的:
断奶是指哺乳动物营养状况从母乳喂养到固体饮食的转变，这个过程往往伴随着代谢紊乱、胃肠道功能紊乱和粘膜屏障功能损伤等应激反应，使幼体面临着生长缓慢、免疫功能降低和感染疾病等问题。有证据表明，断奶期间机体的应激反应与肠道菌群有着密切关系，肠道总体微生物多样性降低，但是断奶过程引起的肠道菌群变化与代谢、胃肠道功能紊乱之间的关系仍不明确。益生菌是一种在适当剂量能调节机体肠道菌群，并促进宿主健康的微生物。研究发现，益生菌通过调节肠道菌群，发挥刺激机体免疫增强、保护肠屏障和预防肠道感染的作用。目前，大部分研究主要是集中在益生菌补充对断奶机体生理状态的影响方面，很少研究益生菌干预断奶大鼠后肠道菌群的变化与机体代谢变化之间的相互关系。因此，本课题通过使用复合益生菌(嗜酸乳杆菌NCFM和乳双歧杆菌Bi-07)干预断奶大鼠，初步研究复合益生菌对断奶大鼠生长发育和免疫功能的促进作用与肠道菌群和代谢之间的相关关系，尝试从肠道菌群和代谢组学角度探讨复合益生菌发挥作用的内在机制。
方法:
1.复合益生菌对断奶大鼠生长和免疫的影响
嗜酸乳杆菌NCFM和乳双歧杆菌Bi-07菌株以1∶1的比例配制复合益生菌试药溶液，通过28天连续分别灌胃低、中、高三个剂量干预断奶大鼠。收集各组在第14天和第28天的尿液和粪便样品，实验结束后收集各组的血清和组织样品。测定血清IL-6的含量，观察十二指肠形态、结肠紧密连接蛋白的表达和测定免疫细胞CD4与CD8的比值。
2.基于1H-NMR研究复合益生菌干预对尿样和粪样代谢组的影响
利用1H-NMR技术对尿样和粪样进行检测得到核磁谱图，对谱图进行分段积分处理后参考HMDB数据库对峰进行归属。利用SIMCA-P+软件进行多元统计分析找到差异代谢物，并利用MetaboAnalyst进行代谢通路的分析，分析差异代谢物的生理意义。
3.基于16SrRNA测序研究复合益生菌干预后的肠道微生态变化
利用16SrRNA测序技术对复合益生菌干预后粪样中菌群的V4-V5区进行测序，通过α多样性分析和β多样性分析探究复合益生菌干预后与对照组之间肠道菌群的结构变化。通过LEfSe分析筛选组间差异菌群，并利用PICRUSt功能预测分析其影响的代谢通路，最后对差异菌群与宿主尿样和粪样的差异代谢物进行关联性分析。
结果:
1.断奶大鼠经复合益生菌干预后，与消化吸收功能有关的肠道形态结构进一步发育完善，并提高了血清中IL-6的表达水平和CD4与CD8的比值，增强机体免疫功能。
2.经代谢组学分析，尿样和粪样共归属了141个代谢物，其中粪便中代谢物有53个，尿样中代谢物有88个。对照组和复合益生菌组相比较，差异代谢物分析结果显示在尿样中有26个差异代谢物，粪样中有24个差异代谢物。其中，尿样显著上调的主要有氧化三甲胺(TMAO)、胍基乙酸、天冬酰胺、肌酸等，显著下调的主要有异戊酰甘氨酸、α-酮亮氨酸、谷氨酰胺、4-羟基马尿酸等;粪样中显著上调主要是短链脂肪酸类，包括乙酸、丙酸、丁酸和庚酸;显著下调的主要是氨基酸类，包括缬氨酸、丙氨酸、脯氨酸和酪氨酸等。
3.16SrRNA测序结果表明，复合益生菌干预之后肠道菌群整体的多样性明显升高，且组间菌属差异性变大，高剂量组变化最为明显。与对照组相比，复合益生菌高剂量干预组中莫拉氏菌科(机会致病菌)、双歧杆菌科、微小杆菌科等相对丰度显著升高，而肠球菌科、紫单胞菌科、微球菌科(非致病菌)等则显著减少。由此可见，复合益生菌干预可以显著升高肠道各种有益菌群的丰度，并减少部分有害菌如肠球菌的丰度。
结论:
本实验结合了代谢组学和肠道微生态学的分析技术，研究了复合益生菌干预断奶大鼠的作用及其代谢组学和肠道微生态上的变化，发现复合益生菌干预不仅可以促进断奶大鼠的生长发育和增强免疫，还影响了肠道微生态结构和宿主代谢水平。本课题旨在探讨复合益生菌干预调节代谢功能和肠道菌群之间的相关关系，初步阐述复合益生菌影响断奶大鼠的内在机制。
断奶是指哺乳动物营养状况从母乳喂养到固体饮食的转变，这个过程往往伴随着代谢紊乱、胃肠道功能紊乱和粘膜屏障功能损伤等应激反应，使幼体面临着生长缓慢、免疫功能降低和感染疾病等问题。有证据表明，断奶期间机体的应激反应与肠道菌群有着密切关系，肠道总体微生物多样性降低，但是断奶过程引起的肠道菌群变化与代谢、胃肠道功能紊乱之间的关系仍不明确。益生菌是一种在适当剂量能调节机体肠道菌群，并促进宿主健康的微生物。研究发现，益生菌通过调节肠道菌群，发挥刺激机体免疫增强、保护肠屏障和预防肠道感染的作用。目前，大部分研究主要是集中在益生菌补充对断奶机体生理状态的影响方面，很少研究益生菌干预断奶大鼠后肠道菌群的变化与机体代谢变化之间的相互关系。因此，本课题通过使用复合益生菌(嗜酸乳杆菌NCFM和乳双歧杆菌Bi-07)干预断奶大鼠，初步研究复合益生菌对断奶大鼠生长发育和免疫功能的促进作用与肠道菌群和代谢之间的相关关系，尝试从肠道菌群和代谢组学角度探讨复合益生菌发挥作用的内在机制。
方法:
1.复合益生菌对断奶大鼠生长和免疫的影响
嗜酸乳杆菌NCFM和乳双歧杆菌Bi-07菌株以1∶1的比例配制复合益生菌试药溶液，通过28天连续分别灌胃低、中、高三个剂量干预断奶大鼠。收集各组在第14天和第28天的尿液和粪便样品，实验结束后收集各组的血清和组织样品。测定血清IL-6的含量，观察十二指肠形态、结肠紧密连接蛋白的表达和测定免疫细胞CD4与CD8的比值。
2.基于1H-NMR研究复合益生菌干预对尿样和粪样代谢组的影响
利用1H-NMR技术对尿样和粪样进行检测得到核磁谱图，对谱图进行分段积分处理后参考HMDB数据库对峰进行归属。利用SIMCA-P+软件进行多元统计分析找到差异代谢物，并利用MetaboAnalyst进行代谢通路的分析，分析差异代谢物的生理意义。
3.基于16SrRNA测序研究复合益生菌干预后的肠道微生态变化
利用16SrRNA测序技术对复合益生菌干预后粪样中菌群的V4-V5区进行测序，通过α多样性分析和β多样性分析探究复合益生菌干预后与对照组之间肠道菌群的结构变化。通过LEfSe分析筛选组间差异菌群，并利用PICRUSt功能预测分析其影响的代谢通路，最后对差异菌群与宿主尿样和粪样的差异代谢物进行关联性分析。
结果:
1.断奶大鼠经复合益生菌干预后，与消化吸收功能有关的肠道形态结构进一步发育完善，并提高了血清中IL-6的表达水平和CD4与CD8的比值，增强机体免疫功能。
2.经代谢组学分析，尿样和粪样共归属了141个代谢物，其中粪便中代谢物有53个，尿样中代谢物有88个。对照组和复合益生菌组相比较，差异代谢物分析结果显示在尿样中有26个差异代谢物，粪样中有24个差异代谢物。其中，尿样显著上调的主要有氧化三甲胺(TMAO)、胍基乙酸、天冬酰胺、肌酸等，显著下调的主要有异戊酰甘氨酸、α-酮亮氨酸、谷氨酰胺、4-羟基马尿酸等;粪样中显著上调主要是短链脂肪酸类，包括乙酸、丙酸、丁酸和庚酸;显著下调的主要是氨基酸类，包括缬氨酸、丙氨酸、脯氨酸和酪氨酸等。
3.16SrRNA测序结果表明，复合益生菌干预之后肠道菌群整体的多样性明显升高，且组间菌属差异性变大，高剂量组变化最为明显。与对照组相比，复合益生菌高剂量干预组中莫拉氏菌科(机会致病菌)、双歧杆菌科、微小杆菌科等相对丰度显著升高，而肠球菌科、紫单胞菌科、微球菌科(非致病菌)等则显著减少。由此可见，复合益生菌干预可以显著升高肠道各种有益菌群的丰度，并减少部分有害菌如肠球菌的丰度。
结论:
本实验结合了代谢组学和肠道微生态学的分析技术，研究了复合益生菌干预断奶大鼠的作用及其代谢组学和肠道微生态上的变化，发现复合益生菌干预不仅可以促进断奶大鼠的生长发育和增强免疫，还影响了肠道微生态结构和宿主代谢水平。本课题旨在探讨复合益生菌干预调节代谢功能和肠道菌群之间的相关关系，初步阐述复合益生菌影响断奶大鼠的内在机制。