近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院生豬產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)龐衛(wèi)軍教授課題組在《Redox Biology》發(fā)表題為“Melatonin" promotes gut anti-oxidative status in perinatal rat by remodeling the gut microbiome”的研究論文。博士研究生伊旭東、副教授蔡瑞、碩士畢業(yè)生邵勇維克和博士研究生王國艷和鄧露教授為該論文共同第一作者，楊公社教授和龐衛(wèi)軍教授為共同通訊作者。

圖1. 褪黑素通過重塑腸道微生物群促進(jìn)圍產(chǎn)期動(dòng)物腸道抗氧化狀態(tài)機(jī)制圖

動(dòng)物在妊娠和分娩過程中會(huì)產(chǎn)生大量ROS并易形成氧化應(yīng)激，從而損害圍產(chǎn)期及其子代的腸道健康，因此抑制ROS的產(chǎn)生對(duì)維持家畜繁殖健康具有重要意義。本研究探索了經(jīng)典抗氧化劑褪黑素對(duì)圍產(chǎn)期動(dòng)物及其仔代腸道健康和氧化應(yīng)激的作用及機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)褪黑素和褪黑素處理動(dòng)物的糞菌顯著提高了圍產(chǎn)期動(dòng)物及其后代腸道健康并緩解氧化應(yīng)激；此外，與正常圍產(chǎn)期動(dòng)物相比，褪黑素對(duì)無菌圍產(chǎn)期動(dòng)物的抗氧化作用明顯降低，而抗生素處理的糞菌則無法發(fā)揮抗氧化與維持腸道健康的作用?？梢姡屎谒赝ㄟ^重塑腸道微生物進(jìn)而發(fā)揮維持腸道健康和抗氧化的作用。

圖2. 褪黑素處理重塑了腸道菌群，改善了動(dòng)物腸道健康

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)褪黑素可以通過重塑腸道菌群進(jìn)而降低圍產(chǎn)期動(dòng)物及其仔代自噬和炎癥。基于腸道微生物16s測(cè)序及靶向代謝組學(xué)聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)褪黑素顯著提高了Allobaculum和Faecalibaculum等菌的豐度，這些菌可產(chǎn)生有益短鏈脂肪酸，而這些鏈脂肪酸可有效抑制氧化誘導(dǎo)的腸道自噬和炎癥。綜上，本研究首次發(fā)現(xiàn)褪黑素可通過重塑腸道微生物，緩解腸道氧化應(yīng)激并抑制炎癥和自噬，進(jìn)而維持圍產(chǎn)期動(dòng)物和仔代的腸道健康。研究結(jié)果對(duì)改善母畜繁殖效率具有重要指導(dǎo)意義。

圖3. 褪黑素處理的腸道微生物群抑制氧化誘導(dǎo)的腸道自噬

本研究受到國家生豬產(chǎn)業(yè)體系（CARS-35），國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No.31872979、No. 32070782）及陜西省重大產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目（2022ZDLNY01-04）等項(xiàng)目共同資助。