اثرات تغذیه جیره با غلات بالا بر جامعه باکتریایی مرتبط با مخاط و بیان ژن پروتئین های اتصال محکم و سایتوکین های التهابی در روده کوچک گاوهای شیری

هدف از این مطالعه بررسی تغییرات در ترکیب جامعه باکتریایی مرتبط با مخاط، مورفولوژی اپیتلیوم روده کوچک و بیان ژنی پروتئین‌های پیوندی و سایتوکین‌های التهابی در روده‌های کوچک گاوهای شیری تغذیه‌شده با جیره غلات بالا HG) بود. در مجموع 12 گاو هلشتاین کانوله شده در شکمبه در اواسط شیردهی به طور تصادفی با جیره معمولیCON) 40 درصد کنسانتره، بر اساس ماده خشک) یا جیرهHG (60 درصد کنسانتره، بر اساس ماده خشک) به مدت 4 هفته تغذیه شدند. در پایان آزمایش تغذیه، همه گاوها ذبح شدند و سپس برای تغییرات در جوامع باکتریایی مرتبط با مخاط روده کوچک با استفاده از توالی آمپلیکون 16S مورد بررسی قرار گرفتند. علاوه بر این، بیان ژن پروتئین‌های اتصال محکم و سیتوکین‌های التهابی در اپیتلیوم روده کوچک با استفاده از PCR مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج طرح‌های مقیاس‌گذاری چند بعدی غیرمتریک نشان داد که جیره HG ترکیب جوامع باکتریایی مرتبط با مخاط را در ژئوژنوم و ایلئوم تغییر می‌دهد. تغذیه HG تنها تعداد واحدهای طبقه بندی عملیاتی را در جامعه باکتریایی مرتبط با مخاط در ژئوژنوم افزایش داد. در سطح جنس، جیره HG فراوانی Succinivibrionaceae و Lachnospiraceae incertae sedis را در مخاط دوازدهه افزایش داد، در حالی که نسبت Veillonella و Selenomonas در مخاط ژئوژنوم افزایش یافت. در مقایسه با گروه CON، نسبت استیتوماکولوم در مخاط ژئوژنوم و روده در گروه HG بیشتر بود. تجزیه و تحلیل از طریق PICRUSt2 (نسخه 2.2.0-b) نشان داد که جیره غذایی HG فراوانی ژن‌های مربوط به تجزیه زیستی را در مخاط ژئوژنوم و فراوانی ژن‌های مربوط به بیماری ایمنی در مخاط روده را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، گروهی که از جیره HG تغذیه کردند، غلظت‌های بالاتری از لیپوپلی ساکاریدها در ژئوژنوم و روده داشتند. تغذیه HG باعث کاهش بیان mRNA اکلودین و ZO-1 در اپیتلیوم ژئوژنوم و همچنین کلودین-1، کلودین-4 و ZO-1 در اپیتلیوم ایلئوم شد. علاوه بر این، جیره HG باعث افزایش بیان mRNA IL-1β، IL-2، و IFN-γ در اپیتلیوم ژئوژنوم شد، و بیان بالاتر IL-2 و IFN-γ در اپیتلیوم ایلئوم. تجزیه و تحلیل همبستگی نشان داد که تغییر سطح لیپوپلی ساکارید و جامعه باکتریایی مرتبط با مخاط ممکن است تا حدی به تغییرات در بیان سایتوکاین‌های اپیتلیال در ژئوژنوم و ایلئوم در طول تغذیه HG کمک کند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که میکروبیوتاهای ساکن در روده کوچک فواید سلامتی ضروری را برای گاوهای شیری میزبان ارائه می‌کنند.

بطور کلی، از طریق ایجاد یک مدل SARA، این مطالعه نشان داد که تغذیه HG به طور قابل توجهی ترکیب جامعه باکتریایی مرتبط با مخاط را در ژئوژنوم و ایلئوم تغییر می‌دهد، اما بر تنوع α و β جوامع باکتریایی مرتبط با مخاط دوازدهه تأثیری نمی‌گذارد. جیره HG فراوانی برخی از پاتوژن های بالقوه (Veillonella و Selenomonas) را در مخاط ژئوژنوم افزایش داد. بررسی های میکروسکوپی و PCR نشان داد که جیره HG باعث پاسخ التهابی و آسیب به سد مخاطی در ژئوژنوم و ایلئوم می شود. تجزیه و تحلیل همبستگی نشان داد که تغییرات در LPS و باکتری های مرتبط با مخاط در طول تغذیه HG ممکن است تا حدی به تغییرات در بیان سایتوکاین های اپیتلیال در ژئوژنوم و ایلئوم کمک کرده باشد. به طور کلی، یافته‌های ما نشان داد که تغذیه HG منجر به عدم تعادل میکروبیوتای مرتبط با مخاط و تجمع LPS در گوارش می‌شود، که ممکن است باعث التهاب موضعی و آسیب دیواره در اپیتلیوم ژئوژنوم و روده گاو شیری شود.

گروه علمی آگرین تک