近日，我校动科学院李胜利和曹志军教授团队在国际知名学术期刊《前沿研究杂志》（Journal of Advanced Research）在线发表最新研究进展“牛奶微生物：关键菌、起源和对早期肠道发育的潜在作用机制”。

牛奶是人类母乳的重要替代品，对婴儿的营养和健康具有重要意义。除必需营养物质外，牛奶中还含有大量的微生物。近年来，有关牛奶微生物的起源及其影响早期肠道健康发育的机制一直是学术界和产业界关注的热点问题。该研究阐明了牛奶微生物的优势群和核心群，揭示了牛奶微生物的潜在内源转移机制，并探讨了牛奶微生物调控幼龄动物肠道发育的作用机制。该论文为全面探究牛奶微生物的垂直转移机制和功能提供了新思路，为牛奶微生物在肠道健康中的应用提供了相关理论基础。

牛奶中存在着非常丰富且多样的微生物，包括细菌、真菌、古菌和病毒等，其中细菌研究最为广泛。综合大量研究发现，牛奶中以厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门和放线菌门为优势菌群（占总菌群相对丰度的比例超过95%），其中厚壁菌门以链球菌属、肠球菌属、葡萄球菌属和芽孢杆菌属为主，变形菌门以不动杆菌属、假单胞菌属、埃希菌属、弧菌属、欧文菌属和泛菌属为主。与优势菌群概念不同，核心菌是指至少95%的样本中出现的微生物，包括一些相对丰度较低的菌。综合大量研究发现，牛奶核心菌群既包括有益菌（乳杆菌属、乳球菌属和丙酸杆菌属），也包括某些乳腺炎致病菌（葡萄球菌属、假单胞菌属和链球菌属）。牛奶核心菌群的功能保守性较高，不受地理环境、季节、泌乳期和奶牛个体间的差异的影响。

该研究指出，牛奶微生物的来源可分为外源和内源两大类。其中，外源途径包括日粮、饮水、挤奶工具、卧床、牛体皮肤、粪便和畜舍环境，内源途径包括肠道-乳腺通路、瘤胃-乳腺通路以及乳腺常驻微生物。大量证据表明，牛奶微生物不仅是外部污染的结果，也包含来自健康奶牛乳腺的共生微生物。内源途径中，肠道-乳腺通路的研究最为深入，具体过程可描述如下：（1）母体肠道共生微生物被树突状细胞和巨噬细胞等单核细胞特异性识别并转运；（2）携带微生物的单核细胞暂时储存在肠系膜淋巴结中，或者通过血液-淋巴系统直接转移到乳腺；（3）携带微生物的单核细胞与乳腺上皮产生互作，将微生物转运至乳腺内部，最后进入乳汁中。此外，本综述首次指出了健康奶牛中瘤胃-乳腺通路的可能性，并对乳腺常驻微生物进行了深入探讨。

肠道-乳腺途径的微生物转移机制

该研究还揭示了牛奶微生物可以短期存在或长期定植于幼龄动物肠道中，并通过四种潜在作用机制促进早期肠道发育：（1）通过创造厌氧环境并产生微生物代谢物促进肠道生态位的形成；（2）刺激获得性和适应性免疫系统成熟，促进幼龄动物免疫状态由Th2优势向Th1/Th2平衡过渡；（3）通过上调肠道紧密连接蛋白表达和分泌相关细胞骨架蛋白以增强肠上皮屏障功能；（4）通过菌群交叉饲喂与乳成分（如乳寡糖）互作，影响肠道微生态环境。

牛奶微生物在早期肠道发育中的潜在作用机制

中国农业大学为该论文的第一完成单位，动科学院博士生郭文丽、博士后刘帅为论文的共同第一作者，曹志军教授为论文的通讯作者。奶牛营养创新团队负责人李胜利教授对本研究给予了大力支持，该研究获得了“十四五”国家重点研发计划课题(2021YFF1000703-03)、国家自然科学基金(32272902)和学校“2115”人才培育发展支持计划（00109017）项目的资助。

曹志军教授课题组长期从事奶牛营养与牛奶质量研究。2015年首次提出奶牛母子一体化养殖理念与关键技术，牵头成立国际后备牛培育协作创新平台（International Calf and Heifer Organization），主办三届国际后备牛大会（2018，2020，2022）。第一或通讯作者在农业、奶业与动物科学领域顶级期刊《奶业科学杂志》（Journal Dairy Science）发表文章14篇，主持制定国家标准《后备奶牛饲养技术规范（GB/T37116-2018）》，成果入选农业农村部主推技术3项，获教育部科技进步一等奖（2019，排名1）、国家科技进步二等奖（2014，排名5）等，在国内外具有一定影响力。

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