永利丁一教授團隊揭示了腸道微生物通過類胰島素樣生長因子-1促進仔豬生長調節的機制

（通訊員 馬甯）近日，yl7703永利yl7703永利丁一教授團隊在Microbiome上發表了題為“Gut-derived IL-13 contributes to growth via promoting hepatic IGF-1 production”的研究論文。為了尋找促進動物生長的有效方法，丁一教授團隊以腸-肝軸為切入點，探尋動物生長的腸源調節因子，首次闡述了腸源細胞因子IL-13參與動物早期生長調節的機制。該研究不僅為人們理解腸道微菌群與宿主免疫和代謝互作提供了新的視角，而且為最大限度發揮動物生長的遺傳潛能和解決人類代謝異常（如營養不良、生長遲緩、肌少症、肥胖）或相關疾病提供了新的幹預途徑。

腸道微生物對宿主免疫和代謝産生巨大影響，但三者相互作用的機制至今未被完全闡明清楚。出生後的生長受生長激素軸（GH/IGF-1）的調節，即腺垂體分泌的生長激素（GH）主要誘導肝髒類胰島素生長因子（IGF-1）合成，後者通過血液循環被轉運至其他組織，增加機體合成代謝。丁一教授團隊研究發現，在飼料中添加低水平抗菌劑（SLA）後仔豬腸道微生物群結構發生改變，肝髒中IGF-1顯著升高，但循環血液中GH無顯著變化（圖1），由此推測其腸道微生物群的改變可能通過某種（些）腸源“活性物質”經彙集腸道血液的門脈循環遞送至肝髒，誘導肝細胞IGF-1的産生。根據這一假設，該團隊進一步研究發現SLA引起腸道普氏菌（Prevotella_copri）的富集，誘導腸道免疫由CD4+細胞亞群向Th2細胞亞群的表型轉換，導緻細胞因子IL-13在門脈血液中升高（圖2）。随後，研究揭示這種腸源IL-13通過激活肝細胞IL-13受體-Jak2-Jak6信号通路而刺激IGF-1的合成，增加肌纖維的合成與分化，改善機體生長表型。腸源IL-13的促生長作用在幼齡小鼠體内也得到了了驗證，證實了其具有跨種特性。

圖1 低水平抗菌劑促使仔豬肝髒中IGF-1升高

圖2腸道菌群誘導仔豬腸道免疫由CD4+細胞亞群向Th2細胞亞群的表型轉換和門脈血液中IL-13水平升高

腸道定居的微生物調節宿主的先天性和适應性免疫。傳統觀點認為免疫系統的激活通過細胞因子作用于生長激素軸增加能量消耗，抑制合成代謝，促使用于組織生長的營養以支持增強的免疫活動。然而，丁一團隊的研究發現颠覆了這一觀念，即特定的腸道免疫刺激還可通過多能免疫細胞因子促進機體的合成代謝（圖3）。該團隊研究表明，靶向調節腸道微生物，改變腸道的免疫狀态，可能是調節宿主合成代謝的重要策略。在倡導綠色健康養殖理念的當下，該研究揭示了腸道微生物群與宿主免疫和代謝互作調節的奧秘，開辟了挖掘動物遺傳生長潛力的新途徑，對提高動物養殖增效具有重要的意義。

圖3腸源IL-13通過誘導肝髒中IGF-1的産生進而促動物早期生長

yl7703永利動物醫學院已畢業博士馬甯為論文第一作者，丁一教授為通訊作者。本研究受到國家自然科學基金和中央高校基本科研業務費專項資金等項目資助。

審核人 丁一

【文章鍊接】：

https://microbioejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-024-01929-3