【研究综述】后生元调控畜禽肠道微生态与免疫功能的机制研究进展

定义：

后生元的概念由TSILINGIRI等"在2012年提出，用以描述发酵过程中由益生菌或其他有益微生物产生的生物活性物质。国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)于2021年将后生元明确定义为“对宿主健康有益的灭活微生物和/或其组分制成的制剂”。

分类：

1.微生物代谢产物：SCFAs、有机酸、酶类、细菌素等；

2.细胞组分：无活性微生物细胞、细胞壁、EPS、肽聚糖、LTA等；

3.复合制剂：细胞裂解液、发酵上清液等；

后生元通过多组分协同作用，系统性维持畜禽肠道稳态，其核心机制包括调控微生物屏障、物理屏障、化学屏障及代谢-信号传导，共同构成完整的肠道防御体系。后生元调控畜禽肠道微生态的核心机制见图1。

2.1 增强肠道物理屏障

物理屏障由肠上皮细胞与紧密连接构成，后生元通过SCFAs、激活 MAPK/PKB 通路等，上调 claudin-1、claudin-4、ZO-1等紧密连接蛋白表达，降低肠道通透性，改善肠道绒毛高度 / 隐窝深度，促进杯状细胞增殖，强化屏障完整性。

2.2 调节肠道化学屏障

化学屏障由黏液、抗菌物质组成，后生元中SCFAs、LTA等可上调黏蛋白-2（MUC2）表达，促进黏液分泌；提升肠道 SIgA 含量，抑制病原体黏附侵入，增强肠道防御功能。

2.3 调控肠道微生物屏障

2.3.1 抑制病原菌生长与定植

·直接抑菌：细菌素破坏病原菌细胞膜、有机酸降低肠道pH，抑制沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等；

·竞争性排斥：EPS覆盖上皮黏附蛋白、黏附素竞争结合受体，阻断病原菌定植；

·协同作用：有机酸优化细菌素活性，联合抑菌效果更优。

2.3.2 促进有益微生物增殖与群落优化

·提供营养：EPS作为有益菌底物，促进双歧杆菌、乳酸杆菌增殖；

·优化环境：SCFAs、有机酸降低pH，营造有益菌适宜生长环境；

·靶向调控：提升纤维降解菌、乳酸利用菌丰度，降低病原菌、甲烷菌丰度，优化瘤胃/ 肠道菌群结构，提升消化率与生产性能。

2.4 调节微生物代谢与宿主信号传导

2.4.1 SCFAs 介导的代谢调节

SCFAs 为肠上皮供能，激活 FFAR2、FFAR3 受体，调控摄食、能量与葡萄糖代谢，影响畜禽脂质、能量代谢相关基因表达，提升饲粮利用效率。

2.4.2 胆汁酸与色氨酸的代谢途径

·胆汁酸：后生元含胆汁盐水解酶（BSH），催化结合型胆汁酸水解，激活FXR、TGR5受体，调节糖脂与能量代谢；

·色氨酸：经肠道微生物代谢生成吲哚衍生物，激活AHR通路，维持肠道稳态、增强上皮屏障、调节免疫应答。

2.4.3 肠 - 器官轴信号传导

后生元代谢产物（SCFAs、血清素前体等）经肠 - 脑轴、肠 - 肝轴、肠 - 脂肪轴等，实现肠道与远端器官双向通讯，调控神经内分泌、能量代谢、泌乳性能等，协调宿主整体生理状态。

后生元通过其关键活性成分，分别经由模式识别受体与代谢物受体通路，协同调控炎症因子与黏膜免疫，后生元调控畜禽免疫稳态的核心路径见图2。

3.1 模式识别受体介导的免疫激活通路

3.1.1 TLRs 信号通路

LTA 经 TLR2/TLR6、LPS 经 TLR4 激活 MyD88/TRIF 通路，促进 NF-κB 入核，调控 TNF-α、IL-6、IL-1β 等促炎因子与 Ⅰ型干扰素表达，增强抗感染免疫。

3.1.2 Dectin 通路

真菌后生元的β- 葡聚糖经 Dectin-1、甘露聚糖经 Dectin-2 激活下游通路，促进抗菌肽表达、增强巨噬细胞吞噬与抗原提呈能力，强化禽类黏膜免疫。

3.1.3 代谢物介导的免疫调节

SCFAs（丁酸盐）激活 GPR109A，促进调节性 T 细胞分化与 IL-10 分泌；抑制组蛋白去乙酰化酶，表观遗传调控免疫基因转录，实现持久免疫调节。

3.2 免疫细胞功能的系统性调控

·树突状细胞：后生元蛋白上调CD80、CD86表达，增强抗原提呈，调节Th1 型免疫；

·T/B细胞：降低促炎因子 IL-12，提升抗炎因子IL-10，维持免疫耐受；激活肠道B 细胞，促进 IgA 分泌，增强体液免疫。

3.3 免疫稳态的整合性调控网络

3.3.1 细胞因子平衡与应激免疫调节

精准调控促炎（TNF-α、IL-1β）与抗炎因子平衡，缓解组织损伤；降低热应激畜禽皮质酮、急性期蛋白含量，改善免疫细胞比例，缓解应激免疫抑制。

3.3.2 代谢 - 免疫交互作用的信号传导机制

色氨酸代谢产物激活AHR、SCFAs 激活 FFARs，调控免疫细胞分化与能量代谢，表观遗传重塑免疫细胞功能，系统性维持免疫稳态。