中国农业大学动医学院徐闯教授团队解析瘤胃菌群色氨酸代谢转换调控奶牛代谢应激

近日，中国农业大学动物医学院、兽医公共卫生安全全国重点实验室徐闯教授团队在国际微生物组学领域期刊《微生物组》（Microbiome）发表研究论文《瘤胃菌群色氨酸代谢转换调控奶牛代谢应激》（Rumen microbiota modulates metabolic stress in high-yield dairy cows: insights from early to peak lactation）。该研究采用纵向多组学方法，揭示了高产奶牛从泌乳早期到高峰期过程中瘤胃微生态结构、功能及其代谢产物动态变化对机体代谢应激的调控作用，阐明了色氨酸代谢通路重塑，尤其是吲哚-3-乙酸生成增强在缓解氧化应激和炎症反应中的关键作用，为高产奶牛围产期代谢健康精准调控提供了新的理论基础和潜在干预方向。

泌乳早期是高产奶牛代谢稳态紊乱的关键阶段，氧化应激、炎症反应和脂肪过度动员等现象普遍存在，是引起代谢应激发生的重要病理基础。本研究以高产泌乳奶牛为对象，围绕“瘤胃微生物－代谢物－宿主代谢应激”这一调控轴，开展覆盖泌乳早期至高峰期的纵向研究。通过整合瘤胃宏基因组、瘤胃与血清代谢组及炎症因子谱等多组学数据，揭示了奶牛代谢应激随泌乳进程的动态变化特征。

研究发现，泌乳早期奶牛面临较高代谢压力，表现为色氨酸代谢增强驱动犬尿氨酸通路，促进氧化应激；而高峰期奶牛的色氨酸代谢转向吲哚通路，吲哚-3-乙酸生成升高，抑制炎症并减轻氧化应激，该通路在瘤胃与宿主血清代谢组中高度关联。这一关键代谢转变与瘤胃中特定微生物纤维素降解菌Prevotella等的富集及产甲烷菌的相对减少同步发生，本研究系统揭示了瘤胃微生物通过精细调控“犬尿氨酸-吲哚”代谢分支，动态参与宿主代谢稳态维持的机制，为通过营养干预调节瘤胃微生态、改善奶牛健康与生产性能提供了新靶点。

瘤胃微生物通过色氨酸代谢通路调控泌乳早期代谢稳态平衡

中国农业大学为论文第一完成单位，兽医公共卫生安全全国重点实验室李茉莉副研究员为论文第一作者，徐闯教授为论文通讯作者，朱世权博士和霍溢徽博士等为论文主要完成人。该研究得到国家自然科学基金项目（32402957、32125038）、国家重点研发计划（2023YFD1801100）、中国博士后创新人才支持计划及中国博士后科学基金等项目资助。