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益生菌可调节动物肠道微生态平衡和免疫功能,从而改善动物生产性能。芽孢杆菌制剂因其较好的抗逆性而得到广泛应用。本课题组前期已筛选获得一株可显著促进仔猪生长和改善肠粘膜免疫功能的解淀粉芽孢杆菌SC06(BaSC06)。本论文研究了 BaSC06对小鼠抗沙门氏菌(Salmonella enterica serovar Typhimurium,ST)感染和肠道巨噬细胞极化的影响及机理,旨在探明BaSC06对体内巨噬细胞极化的调控及其与抗ST感染的相关性主要研究内容和结果如下:(一)饲喂BaSC06对小鼠抗ST感染能力和肠道巨噬细胞极化的影响雄性C57BL/6小鼠随机分为四组,分别为Control组,BaSC06组,ST组和BaSC06+ST组。Control组和ST组小鼠饲喂普通饲粮,BaSC06组和BaSC06+ST组小鼠饲喂含有BaSC06的饲粮,连续饲喂8周。然后ST组和BaSC06+ST组小鼠灌服ST,3天后处死取样。研究结果表明:(1)饲喂BaSC06显著缓解由ST引起的小鼠体重下降、盲肠萎缩、回盲肠和结肠粘膜损伤及肠道炎症;(2)饲喂BaSC06可显著降低ST在小鼠肠系膜淋巴结(Mesenteric lymph node,MLN)和脾脏中的移位,ST感染前后,BaSC06对派伊尔结(Peyer’s patches,PP)、MLN和脾脏中的CD4:CD8比值均无显著影响,表明BaSC06不能调节T细胞分化。饲喂BaSC06对小鼠血清细胞因子IL-1β、IL-4、、IL-12、IL-10和IL-13无显著影响,显著增加IFN-γ含量;但可显著降低由ST感染引起的促炎因子IL-1β和IL-12的增加,促进抑炎因子IL-10的表达。以上结果表明,饲喂BaSC06可有效降低ST感染引起的系统性损伤和炎症反应;(3)饲喂BaSC06可明显降低ST感染引起的盲肠巨噬细胞浸润,同时诱导盲肠巨噬细胞向M1型和M2型极化,显著增加ST感染小鼠MLN中M1和M2型巨噬细胞数量。以上结果提示,饲喂BaSC06可诱导肠道巨噬细胞向M1型和M2型极化,有效缓解ST引起的小鼠肠道和全身感染。(二)BaSC06对巨噬细胞极化的影响以BaSC06处理小鼠巨噬细胞系Raw264.7,结果发现:(1)BaSC06与巨噬细胞共培养6h后显著增强巨噬细胞的吞噬杀菌功能;(2)基因表达和Western Blot检测表明BaSC06促进巨噬细胞向M1型极化;(3)流式细胞术检测发现ST感染可促进巨噬细胞向M2型极化,BaSC06与ST共同作用24h后促进巨噬细胞M1型极化,抑制M2型极化。腹腔注射BaSC06(106CFU/只)或ST(105CFU/只),12h后麻醉处死小鼠并分离腹腔巨噬细胞进行流式细胞术分析,结果表明:(1)ST诱导腹腔巨噬细胞向M2型极化,抑制M1型极化。BaSC06可诱导腹腔巨噬细胞向M1型极化,对M2型极化无显著影响;(2)过继回输经BaSC06诱导的原代巨噬细胞显著降低了脾脏的ST载菌量。以上结果表明BaSC06通过诱导巨噬细胞M1型极化增强其对ST的杀菌活性。通过构建抗生素小鼠模型可排除肠道菌群对结果的干扰,直接验证BaSC06对肠道巨噬细胞的极化的影响。每只小鼠灌喂20mg链霉素后灌服ST和BaSC06。结果表明,与抗生素处理组相比,ST感染诱导肠道巨噬细胞向M2型极化,对M1型巨噬细胞无显著影响,BaSC06促进肠道巨噬细胞向M1型极化,抑制ST诱导的M2型极化。以上结果表明,ST感染诱导巨噬细胞向M2型极化,BaSC06可直接诱导巨噬细胞向M1型极化,逆转ST诱导的M2型极化,促进细胞和机体清除ST。(三)解淀粉芽孢杆菌BaSC06调节的肠道菌群对沙门氏菌感染及巨噬细胞极化的影响饲喂BaSC06同时诱导小鼠肠道内巨噬细胞向M1型和M2型极化,BaSC06可直接诱导巨噬细胞向M1型极化,鉴于益生菌可调节肠道菌群发挥其益生作用,故推测BaSC06可能通过调节肠道菌群促进巨噬细胞向M2型极化。小鼠肠道菌群的分析结果表明:(1)饲喂BaSC06对健康小鼠的肠道菌群多样性无显著影响,但BaSC06可显著缓解ST感染导致的菌群多样性的降低。ST感染可降低疣微菌门(Verruccomicrobia)的比例,增加拟杆菌门(Bacterodetes)的相对丰度;而饲喂BaSC06显著升高疣微菌门(Verrucomicrobia)的比例,降低拟杆菌门(Bacterodetes)的相对丰度,表明BaSC06可缓解ST引起的菌群失衡。将Control组和饲喂BaSC06组小鼠的粪便菌群移植给抗生素处理后的小鼠,检测盲肠炎症和巨噬细胞极化,结果表明:(1)移植BaSC06组小鼠的粪便菌群后能够缓解ST引起的盲肠中性粒细胞浸润,缓解盲肠炎症;(2)BaSC06组小鼠粪便菌群能够促进盲肠巨噬细胞向M2型极化。以上结果表明BaSC06可通过调节肠道菌群促进巨噬细胞向M2型极化,维持肠道稳态,缓解ST感染引起的炎症反应。综上所述,饲喂BaSC06可直接促进巨噬细胞M1型极化,增加其对ST的杀伤功能,同时BaSC06调节的肠道菌群能够促进巨噬细胞向M2型极化,维持肠道的微生态稳态和炎症平衡,饲喂BaSC06后诱导的肠道M1型和M2型巨噬细胞共同发挥抵抗ST感染的效果。