近日，中国农业大学动物科技学院王军军教授课题组在期刊《npj生物膜与微生物组》（npj Biofilms and Microbiomes）上在线发表了题为《D-木糖通过诱导大肠杆菌噬菌体产生促进肠道健康》（Dietary D-xylose promotes intestinal health by inducing phage production in Escherichia coli）的研究性论文，该研究发现D-木糖可以作为一种诱导大肠杆菌前噬菌体激活的功能性添加剂，从而抑制了病原性大肠杆菌的肠道定植，为缓解仔猪腹泻和开发新型抗生素替代品提供了新思路。

仔猪肠道发育过程中容易受到病原菌感染，导致腹泻发生。其中，大肠杆菌、沙门氏菌性仔猪腹泻的发生率和死亡率较高，严重影响养猪业的健康发展。因而，抑制病原微生物在肠道中的大量定植是缓解断奶仔猪腹泻的有效措施。然而，抗生素由于其广谱抗菌性，会破坏肠道微生态平衡，最终影响仔猪的肠道健康与生长性能。因此，亟需开发能够靶向抑制特定病原菌定植的新型替抗策略。

本研究基于功能性益生元—微生物共培养的体外筛选体系，筛选出了促进病原性大肠杆菌ATCC 25922中前噬菌体激活的高效诱导剂——D-木糖。在大肠杆菌感染的小鼠模型中添加D-木糖，能够抑制病原菌在肠道的定植、缓解感染性炎性损伤；通过代谢物分析，发现体外条件下大肠杆菌代谢利用D-木糖产生D-乳酸，体内条件下D-木糖添加则减少了乳酸的生成、促进了丙酸的产生。日粮添加D-木糖增加了肠道中Clostridia菌的丰度，且Clostridia将大肠杆菌ATCC 25922代谢D-木糖产生的D-乳酸通过丙烯酸酯途径转化为丙酸。D-木糖代谢和丙酸添加进一步通过触发大肠杆菌SOS反应，促进了噬菌体产生、抑制了肠道中大肠杆菌的定植。研究结果为利用膳食诱导前噬菌体激活、抑制病原性大肠杆菌定植，进而改善断奶仔猪的肠道健康提供了全新的方向。

D-木糖通过诱导大肠杆菌ATCC 25922前噬菌体激活促进肠道健康

我校动物科技学院2023届博士毕业生胡杰（现为中国科学院深圳先进技术研究院博士后）为论文的第一作者，韩丹丹副教授为论文的通讯作者。俄克拉荷马州立大学张国龙教授对该工作给予了指导和帮助。上述研究获得了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、十四五国家重点研发计划、国家生猪产业技术体系、111创新引智基地、2115人才发展培育计划和研究生自主创新研究基金等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41522-023-00445-w