Ключевые биомаркеры Streptococcus и campylobacter у поросят с диареей

Китайские исследователи недавно использовали секвенирование гена 16S рРНК для изучения микробной структуры кала поросят с диареей, чтобы определить ключевые группы, ответственные за дисбаланс их кишечной микробиоты.

Диарея после отъема поросят приводит к замедлению роста, снижению производственных показателей и, в худшем случае, к смерти. Кишечная микробиота способствует пищеварению, поддерживает нормальные функции слизистой оболочки кишечника и защищает от патогенов. Во время отъема потеря кишечной микробиоты в слое слизи, защищающем эпителий, может привести к диарее.

Сбор данных
Исследовательская группа отобрала 4 поросенка с диареей и 4 здоровых поросенка, которых выращивали исключительно от свиноматки и отняли от груди через 25 дней. Они собрали 8 образцов кала и умертвили поросят после забора крови. 2 среза кишечника, включая тощую кишку и толстую кишку, были обезвожены и погружены в парафин для оценки морфологии кишечника. Кроме того, команда измерила концентрации физиологических параметров в плазме. Они также обработали образцы фекалий для выделения бактериальной геномной ДНК и секвенирования гена 16S рРНК, чтобы определить разнообразие и состав сообществ фекальных бактерий у больных диареей и здоровых поросят. Наконец, они провели корреляционный анализ между физиологическими параметрами плазмы, различной микробиотой и различными метаболитами для оценки потенциальных функциональных взаимодействий.

Морфологическая структура кишечника и гематологические показатели
Команда обнаружила, что тощая кишка и толстая кишка поросят с диареей имели аномальную морфологию, связанную с повреждением слизистой оболочки кишечника. Это включало усечение ворсинок кишечника, атрофию и отслаивание. Кроме того, содержание диаминоксидазы, эндотоксина, кортизола и норадреналина в плазме крови было выше у поросят с диареей.

Разнообразие и состав микробов кишечника
Наиболее распространенным типом в фекалиях как здоровых, так и больных диареей поросят были firmicutes, за которыми следовали bacteroidetes, fsobacteria, proteobacteria и actinobacteria у здоровых поросят. На семейном уровне streptococcaceae, prevotellaceae, ruminococcaceae, lachnospiraceae, muribaculaceae и fusobacteriaceae были доминирующими бактериями у здоровых поросят.

У поросят с диареей наиболее доминирующими были campylobacteraceae и peptostreptococcaceae. С другой стороны, типы bacteroidetes, gemmatimonadetes, рода parabacteroides, oribacterium и revotellaceae демонстрировали снижение относительной численности у поросят с диареей. На видовом уровне streptococcus macedonicus, treponema porcinum, рубцовая бактерия NK4A214 и novosphingobium resinovorum были более распространены у здоровых поросят. Ацидобактерии LWH4 и corynebacterium xerosis были более распространены у поросят с диареей.

У поросят с диареей увеличение численности campylobacter было связано со снижением численности streptococcus

Метаболические различия фекальной микробиоты
Стресс при отъеме изменяет метаболический профиль кишечной микрофлоры и приводит к различным уровням метаболитов, потенциально способствуя дисбиозу кишечной микрофлоры после отъема. Кроме того, это исследование показало, что повышенный уровень спермидина, метаболита, который напрямую участвует в метаболизме аминокислот, был связан с относительным обилием campylobacter, что играет ключевую роль в развитии диареи у поросят.

Взаимосвязь между микробиотой, метаболитами и гематологическими показателями
У поросят с диареей увеличение численности campylobacter было связано со снижением численности streptococcus. macedonicus, treponema porcinum, prevotellaceae и lachnospira. С другой стороны, команда связала увеличение численности campylobacter с увеличением концентрации физиологических параметров плазмы. Кроме того, увеличение содержания спермидина снижало содержание индола и производных индола, но повышало содержание креатина, спермина, глицина и диаминоксидазы, эндотоксина, кортизола и норадреналина в плазме. Принимая во внимание, что увеличение численности streptococcus macedonicus, рубцовой бактерии NK4A214, oribacterium и lachnospira коррелировало со снижением уровня диаминоксидазы, эндотоксина, кортизола и норадреналина в плазме.

Заключение
Авторы пришли к выводу, что streptococcus macedonicus и campylobacter могут быть ключевыми биомаркерами у поросят с диареей. Эти результаты могут послужить некоторыми теоретическими рекомендациями по профилактике или лечению диареи после отъема.


Ветеринарные препараты для свиноводства