近日，南京农业大学家畜环境控制与智慧生产研究中心李春梅教授团队揭示了养鸡舍空气颗粒物可以扰乱肉鸡肺部菌群和代谢物，且与其诱发的肺部炎症密切相关。研究论文“Inflammation-associated pulmonary microbiome and metabolome changes in broilers exposed to particulate matter in broiler houses”在线发表在重要国际学术期刊《Journal of Hazardous Materials》。
近年来，大气颗粒物因其能够引起人们多种呼吸道疾病而备受关注。畜禽舍颗粒物来源广泛、成分复杂，不仅严重危害动物和养殖人员的呼吸道健康，更通过排风系统进入大气，成为大气颗粒物的重要来源之一。动物科技学院李春梅教授团队在前期的研究中明确了畜禽养殖场空气颗粒物的组成成分，解析了其主要来源（Science of the Total Environment, 2020; Environmental Pollution, 2019），并进一步研究证实其在细胞水平通过激活TLR4/NF-κB信号通路和NLRP3炎症小体释放炎症因子，引发肺泡上皮细胞炎症（Chemosphere, 2019a; 2019b）。然而，动物是各组织器官以及体内共存微生物相互协作的有机整体，畜禽舍空气颗粒物是否能够诱发动物体肺组织炎症损伤，肺组织中定植的细菌群落是否受到影响，代谢物会发生怎样的变化等问题尚不明确，探明这一问题将为防治鸡呼吸道炎症提供新思路。
该研究首次利用全身暴露方法以降低处理过程的应激，利用微生物组学研究发现鸡舍颗粒物暴露显著改变了肉鸡肺部菌群α和β多样性，Firmicutes、Epsilonbacteraeota等7个菌门，unclassified_f_Ruminococcaceae、Campylobacter等66个菌属丰度在暴露后发生显著变化，且与肺组织炎症因子IL-1β和IL-8表达水平显著相关。同时，非靶向代谢组学研究揭示肉鸡舍颗粒物暴露引起肺部代谢物组成发生明显变化，共鉴定出63个差异代谢物，其中以肉毒碱类代谢物最多，ROC分析法进一步筛选出agomelatine、C3-carnitine和decanoylcarnitine等8个代谢物标志物，它们均与肺组织炎症因子IL-8表达水平显著相关，且与多数差异菌属的丰度密切相关。研究明确了鸡舍颗粒物能够引起炎症水平上升，造成肺组织损伤，并且扰乱了肉鸡肺部菌群和代谢物组成，这提示，肺部菌群的失衡和代谢物组成的改变可能在颗粒物诱导的肉鸡肺损伤中发挥关键作用。
本研究的第一作者为我校动物科技学院家畜环境控制与智慧生产研究中心的博士研究生沈丹，李春梅教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、江苏省研究生科研与实践创新计划等项目资助。
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日期：2021-08-09
