乳源性寡糖對仔豬腸道健康的影響及母豬乳腺合成寡糖的生化機制

楊雪芬 熊光源 周桂蓮 林映才 蔣宗勇*

(1.廣東省農業科學院畜牧研究所，農業部動物營養與飼料(華南)重點開放實驗室，廣東省動物育種與營養公共實驗室，廣州 510640;2.貴州省凱里市畜牧獸醫局，凱里 556000)

腸道和皮膚表面菌群數量比人體和動物體細胞還要多，據估測為10倍［1］。腸道定植有大量的微生物，它作為機體與微生物接觸最密集的界面，免疫活動異常劇烈。與此相對應，腸道聚集的T淋巴細胞數超過機體總數的50%。因而，腸道菌群數量和結構是維持腸道健康和動物生長性能的關鍵因素。因此，有必要弄清楚新生仔豬腸道菌群是如何建立及母乳中是否存在促進有益菌的快速增殖因子，以保護幼畜。研究發現，乳汁中含有的寡糖可作為乳酸菌(Lactobacillus)和雙歧桿菌(Bifidobacterium)唯一碳源(即專嗜性)而促使它們快速增殖［2-3］。本文從這一角度出發，試圖闡明母畜通過乳源性寡糖幫助幼畜腸道乳酸菌和雙歧桿菌快速定植，進而抑制有害菌繁殖，調節腸道菌群發育，調節腸道免疫發育和免疫耐受，最終保護幼畜。

1 乳寡糖的種類

目前，尚不知豬乳汁中乳寡糖的含量。人初乳中寡糖含量較高，為20～23 g/L，常乳為7～12 g/L。豬乳與牛乳含有的寡糖相似，分別為29種和40種，但卻遠比人乳寡糖種類(130種)少，原因是人乳寡糖的同分異構體很多，有些多達8種，而豬乳和牛乳很少或基本上沒有［4］。并且在豬乳中，酸性與中性乳寡糖的比例為70∶20，這與牛乳相似，而與人乳剛好相反。酸性乳寡糖大多是在寡糖的非還原性末端被唾液酸化，包括N-酰基神經氨酸(N-acetylneuraminic acid，NeuNAc)和N-糖基神經酸(N-glycolylneuraminic acid，NeuGc)的寡糖，而中性寡糖非還原性末端則是海藻糖(L-fucose，Fuc)、半乳糖(D-galactose，Gal)、葡萄糖(D-glucose，Glc)、N-酰基糖胺(N-acetylglucosamine，GlcNAc)、和 N- 酰基半乳糖(N-acetylgalactosamine，GalNAc)化的寡糖。目前鑒定，組成乳寡糖的基本單元有乳糖、Fuc、Gal、Glc-NAc、GalNAc、NeuNAc、NeuGc，其中，乳糖是核心單元，在此基礎上以不同糖苷鍵形成單元數不同的乳寡糖［5］。人和家畜腸道不存在能水解三單元以上寡聚糖糖苷鍵的酶類，因而乳寡糖只能被腸道專嗜性的微生物如乳酸菌和雙歧桿菌等所利用。

2 乳寡糖調節新生仔豬腸道乳酸菌和雙歧桿菌定植

2.1 豬腸道微生物菌群發育

從空間角度而言，由于胃腸道前段pH較低，食糜流速較快，食糜豐富程度亦低等原因，豬胃腸道前段菌群數量要比后段少［6-7］;從時間角度來看，豬胃腸道菌群在哺乳期、斷奶前期和生長肥育期亦發生顯著變化［1，6-8］。1～4周齡哺乳期仔豬胃、小腸、大腸壁黏膜的優勢微生物為乳酸菌、擬桿菌(Bacteroides)+梭菌(Clostridium)、鏈球菌(Streptococcus)，它們在小腸后段的lg CFU/g值(每克黏膜菌落形成單位的對數值)分別可達8.2、7.4、6.8，而腸球菌、葡萄球菌、腸桿菌和大腸桿菌(E.coli)數量較少。從前至后腸道內各微生物菌群數量增加，但從胃至小腸前段，乳酸菌所占比例較為穩定，約為60%，而擬桿菌+梭菌比例有所增加，即從胃的8%增至大腸前段的23%。在4～8周齡的斷奶期，胃腸道各段黏膜各菌群急劇下降，其中，乳酸菌降至25%，而擬桿菌 +梭菌降至13%［6］。在斷奶期，隨著有害菌大腸桿菌的增加，腸道各段有益菌乳酸菌所占比例降低［8］。超早期斷奶(2日齡)仔豬在15日齡時盲腸內容物中乳酸菌比例僅為 10%［9］。

Leser等［7］檢測了腸道菌群的16S rDNA后得知，12～18周齡的生長肥育豬回腸、盲腸、大腸食糜的菌群數量分別為86、231、298，Shannon-Wiener值(反映多樣性)分別為 4.65、6.78、6.90，顯示出菌群種類在腸道空間上的漸變性。腸道主要菌群及比例大致為:優桿菌(Eubacterium)33%、梭菌29%、乳酸菌 +鏈球菌12.3%、鼠孢菌(Sporomusa)4%(前均屬厚壁菌門)、屈撓桿菌(Flexibacter)+噬胞菌(Cytophaga)+擬桿菌(Bacteroides)(屬擬桿菌門)11.2%、變形桿菌(Proteobacteria)(屬變形體門)5.3%、支原體(Mycoplasma)(屬柔膜菌門)2.1%、高胸腺嘧啶+胞嘧啶(G+C)菌 1.1%、螺旋體菌(Spirochetes)0.5%(屬螺旋體門)。類似的方法也用于分析豬糞便中微生物區系以反映大腸菌群變化。最近，Kim等［1］采用高通量DNA測序法分析了10～22周齡生長肥育豬糞便中的微生物區系，結果顯示，豬大腸微生物區系主要由厚壁菌門(一類低G+C革蘭氏陽性菌)和擬桿菌門組成，兩者所占總菌數的比例為90%左右，其他如變形菌門、放線菌門(雙歧桿菌屬于此門)、螺線體門、混雜門比例均小于1%，未分類菌群則約占10%。從10～13周齡，厚壁菌門菌群比例從60%提高至70%左右，22周齡時提高至80%;相反，擬桿菌門菌群隨年齡降低，從10周齡時的35%左右降至22周齡10%。其中，厚壁菌門中梭菌綱和芽孢桿菌綱比例在10～22周齡的變化趨勢分別為40%→67%和18%→9%;擬桿菌門主要由擬桿菌綱菌群組成，變化趨勢為33%→10%，而黃桿菌綱和鞘脂桿菌綱菌群很少(＜1%)。在厚壁菌門菌群中，非產氣菌(Anaerobacter)變化最大，從10周齡的0.6%增至22周齡的24.3%，有類似變化趨勢的主要菌群(試驗期平均比例大于1%)還有優桿菌(0.4%→8.0%)、顫 桿 菌 克 (Oscillibacter)(1.4%→2.4%)、八疊球菌(Sarcina)(0.1% →3.6%);隨周齡而降低的菌群有:乳酸菌(11.0%→3.1%)、巨型球菌(Megasphaera)(5.9%→0.2%)、梭菌科Subdoligranulum(2.9% →0.7%)、復數菌(Blautia)(3.0% →0.9%)、梭 菌 科 Faecalibacterium(2.8%→ 0.2%)、假 丁 酸 弧 菌 (Pseudobutyrivibrio)(2.3%→0.4%)、韋榮氏菌科 Dialister(2.3%→0.2%);從10周齡到16周齡再到22周齡先增高后降低的有:鏈球菌(4.6%→9.5%→4.2%)、糞球菌(3.2% →5.6% →4.6%)、毛螺旋菌科 Roseburia(0.7%→1.8%→1.3%)。在擬桿菌綱的菌種(或屬)中，普氏菌(Prevotella)最為豐富，其變化趨勢為 26.1% →3.8%［1］。值得一提的是，雙歧桿菌(屬于放線菌門)的數量僅占0.1% ～0.3%。還有利用變性高效液相色譜法、末端限制性片段長度多態性法［10］和實時 PCR 法［11］分析生長肥育豬糞便中微生物區系，結果顯示大腸主要菌群為厚壁菌門和擬桿菌門。目前，尚不清楚這2類菌群在哺乳期、斷奶期豬大腸的發育模式。鑒于它們的時空發育關系［1］，可推測厚壁菌和擬桿菌菌群可定植于新生仔豬腸壁上，按照有關評價標準，它們應歸類為豬腸道的正常菌群。最近發現，豬大腸擬桿菌綱菌群數量與背膘厚呈負相關關系(R2=0.63)，而梅山豬大腸中擬桿菌數量比“杜×長×大”三元雜交豬少，這至少部分地解釋了梅山豬有較高體脂這一現象［11］。這也暗示了腸道各菌群有不同營養功能。反過來講，幼齡豬腸道較高比例的擬桿菌菌群是否與機體蛋白質沉積有關，仍有待于研究證實。

2.2 乳寡糖促進新生期豬腸道乳酸菌和雙歧桿菌的定植

當前，鮮有研究直接證實乳寡糖可影響新生豬腸道正常菌群如厚壁門和擬桿菌門菌群在早期的定植。不過，據推測，乳寡糖是哺乳期乳酸菌(屬于厚壁菌門)和雙歧桿菌(屬于放線菌門)定植于腸道，并減少大腸桿菌、沙門氏菌和輪狀病毒等致病微生物繁殖的一個重要營養因素。第一，乳酸菌是哺乳仔豬小腸和大腸的絕對優勢菌群，而大腸桿菌比例極低［6］;第二，由于飼糧結構的變化，豬腸道各段乳酸菌和雙歧桿菌數量和比例是隨日齡增長而降低，提示它們對寡糖有專嗜性，不過，乳酸菌在成年豬小腸各段比例仍大于20%［6］;第三，在哺乳期，人大腸中乳酸菌和雙歧桿菌為主要優勢菌群，而在1周歲時，人腸道菌群［12］與生長豬的相似［1］;第四，初乳中的寡糖含量很高，常乳相對較低，暗示新生動物腸道急需快速建立有益微生物菌群，尤其是乳酸菌和雙歧桿菌［5，13］。這也從另一方面說明，乳寡糖的缺失應為斷奶后豬腸道乳酸菌和雙歧桿菌數量和比例降低的一個主要因素［8-9］。全基因組序列分析顯示，長雙歧桿菌(B.longum)比嬰兒雙歧桿菌(B.infantis)含有更多利用植物性碳水化合物的基因，相反后者含有更多利用乳寡糖的基因，可見B.infantis更能適應哺乳期的腸道環境，而 B.longum更適合成年期［12］。代謝結果也同樣證實，B.infantis能利用純化的乳寡糖作為唯一的碳源，而格氏乳桿菌(L.gasseri)卻不能［2］，但嗜酸乳酸桿菌(L.acidophilus)能以低聚半乳糖作為唯一碳源，原因是在其長度為16.6 kbp的gal-lac基因簇中，存在GPH(galactoside-pentose-hexuronide)透膜酶，此酶基因在低聚半乳糖存在時表達量提高5.1倍，顯示其在菌體具有利用寡糖的作用［3］。這些研究表明，乳汁寡糖是母體保護幼畜的一個重要機制，它可選擇特定的雙歧桿菌和乳酸菌在腸道定植［3，5，13］。腸道在早期附著的雙歧桿菌和乳酸發揮著重要的營養生理功能，如影響后期菌群模式［14-15］，抑制病原菌的定植［3，6，8］，調節腸道黏膜免疫發育等［16-18］。

3 乳寡糖在腸道健康中的作用

3.1 腸道早期菌群定植影響后期菌群模式

研究報道，給新生嬰兒飼喂含有8 g/L寡聚糖(半乳寡聚糖:果寡聚糖=9∶1)奶粉6個月，發現3月齡和6月齡時糞便中乳酸菌和雙歧桿菌數量顯著增加，pH顯著降低，有意思的是，12月齡時，這種效應仍然存在，這提示早期菌群定植模式有一種“印記效應”，即腸道早期菌群定植可影響后期菌群模式［14］。與此類似，母乳喂養的嬰兒腸道雙歧桿菌數量比奶粉喂養的在種類和數量都要多，且這種效應在18月齡仍可檢測［15］。雖然在豬的研究上，尚未見類似的“印記效應”，但根據豬和人的腸道菌群模式發育特點的相似性［1，12］，仍可假設豬腸道菌群亦存在這種效應。因此有必要就此作深入的探究。

3.2 哺乳期雙歧桿菌和乳酸菌抑制病原菌作用

許多乳酸菌和雙歧桿菌可產生殺菌素，這些殺菌素多數具有殺滅包括致病性大腸桿菌在內的病原菌的效應(表1)。因此，新生動物腸道需要乳酸菌和雙歧桿菌快速定植，以抑制病原菌繁殖而保護新生動物［5，13］。斷奶顯著減少了仔豬腸道乳酸菌等有益菌群，而增加大腸桿菌等致病性細菌數量［3，6，8］，其中一個重要原因可能是仔豬從飼糧獲得的寡糖比乳汁少［5］。然而，關于乳酸菌和雙歧桿菌產生的殺菌素為動物提供保護這一機制說法多為推測，尚缺乏直接的體內研究證據。最近，Fukuda等［29］報道，雙歧桿菌 B.longum 保護無菌鼠免受感染大腸桿菌O157(E.coli O157)攻擊致死的作用至少部分是由B.longum本身產生乙酸而發揮的，因為乙酸有降低E.coli O157的毒力作用，如敲除B.longum的ABC型碳水化合物轉運載體(ABC-type carbohydrate transporters)基因，菌體則失去保護作用，表明此轉運載體在合成乙酸中的作用。可見，益生菌或共生菌產生的保護作用至少包括殺菌素和短鏈脂肪酸。除產生殺菌物質外，乳酸菌和雙歧桿菌亦可通過對病原菌的黏附抑制、對黏附位點置換和競爭等作用，維持腸道菌群正常生理功能。

3.3 哺乳期雙歧桿菌和乳酸菌在介導腸道黏膜免疫發育的作用

3.3.1 豬腸道黏膜免疫發育

豬腸道黏膜是自身免疫系統與外界環境的一個復雜界面，其免疫系統包括腸道物理屏障、先天性免疫系統、獲得性免疫系統和被動免疫(哺乳期由母乳提供免疫球蛋白而獲得)。在此，主要討論豬先天性免疫系統和獲得性免疫系統的發育。

表1 乳酸菌和雙歧桿菌產生的殺菌素的一些重要特性Table 1 Important characteristics of the purified bacteriocins produced by Lactobacillus and Bifidobacterium

3.3.1.1 先天性免疫系統的發育

先天性免疫系統參與的免疫細胞有自然殺傷細胞、巨噬細胞和中性粒細胞等粒細胞，這些粒細胞大部分由骨髓造血干細胞的骨髓淋巴細胞分化而來。其中，中性粒細胞約占粒細胞的50%。仔豬出生后，腸道一旦出現菌群的定植，首先引起單核細胞(巨噬細胞)的反應，隨后依次為樹突細胞和T細胞［38］，可見先天性免疫在新生動物有“維護自我”的作用。研究報道，嗜酸乳酸桿菌可增加無菌仔豬和正常飼養仔豬血液中白細胞數量，且以增加中性粒細胞為主［30］。擬干酪乳桿菌(L.paracasei)也可增加10日齡仔豬和健康斷奶仔豬白細胞和中性粒細胞數量，增強它們的吞噬活性，且在配合使用果寡聚糖時亦有相同的效果［31］。然而，植物乳桿菌(L.plantarum)卻抑制感染致病性大腸桿菌導致的中性粒細胞的遷移，這可能與動物的健康狀態相關，目的是抑制炎癥的發生［32］。Zhang等［16］分別以輪狀病毒、嗜酸乳酸菌 +羅伊氏乳桿菌(L.reuteri)、輪狀病毒+乳酸菌處理新生無菌豬，觀察腸道和脾臟中樹突細胞、巨噬細胞的分布和募集情況。結果發現，乳酸菌增加了腸道樹突細胞和巨噬細胞數量，而輪狀病毒比乳酸菌更容易募集巨噬細胞至腸道固有層處，但乳酸菌減少了輪狀病毒募集巨噬細胞和樹突細胞至脾臟和腸道的能力，顯示出乳酸菌本身可激活新生仔豬腸道免疫機能，亦能在整體免疫層面上降低仔豬感染輪狀病毒導致炎癥的嚴重程度。此外，嗜酸乳酸桿菌可依賴樹突細胞增強殺傷性細胞的殺菌活性［33］，而干酪乳桿菌(L.casei)亦有相同的作用［34］。

鮮有研究證實雙歧桿菌在仔豬腸道黏膜中性粒細胞的作用。兩歧雙歧桿菌(B.bifidum)能增強樹突細胞(腸道免疫信息的主要采集細胞)分泌趨化因子 CXC1、CXC2、CXC5的基因表達，這些細胞因子可有效募集中性粒細胞［35］。同時，B.bifidum也能以依賴樹突細胞方式誘導和增強殺傷性細胞的活性［33］。動物雙歧桿菌(B.animalis)能遷移至腸系膜淋巴結處，并激活巨噬細胞等免疫細胞Toll受體-2和-4基因的表達，但卻下調仔豬腸系膜淋巴結致腫瘤壞死因子-α(TNF-α)基因表達，提示此菌種可調節先天免疫反應，但限制炎癥發生［36］。

3.3.1.2 獲得性免疫系統的發育

腸道獲得性免疫包括體液免疫和細胞免疫，發揮這2種免疫功能的細胞巢穴為腸道淋巴結組織，因此，了解腸道淋巴結組織發育具有重要意義。哺乳動物腸道淋巴結系統包括Peyer’s結(位于小腸)、大腸結(位于大腸)、孤立淋巴濾泡、腸系膜淋巴結。最近報道，隱窩處的補丁細胞(crypopatch)是由動物出生前腸道的淋巴組織誘導細胞(lymphoid-tissue inducer cells，LTi)演化而來，其在腸道淋巴結系統發生和成熟有關鍵作用［37］。在胎兒期，間葉細胞膜表達趨化因子CXCl5、CXC13及相應配體CXCL，作用于LTi細胞膜上的整合因子(integrin)，將其引至淋巴結發生。同時，LTi表達淋巴毒素(lymphotoxin)α1β2，作用于間葉細胞，促使其表達更多的趨化因子，進一步誘使LTi位移和促使淋巴結發育，此為第1步“正反饋”調節;動物出生后，樹突細胞替代胎兒期間葉細胞的作用，形成第2次“正反饋”調節，進一步誘導Payer’s結和大腸結發育。基因芯片結果顯示，嗜酸乳酸桿菌NCFM(L.acidophilus NCFM)可選擇性地誘導樹突細胞表達趨化因子CXC9、CXC10、CXC11及配體 CXCL3、CXCL4、CXCL7、CXCL12 的基因表達，而兩歧雙歧桿菌卻可提高趨化因子如CXC1、CXC2、CXC5 的基因表達［35］。這提示，乳酸菌和雙歧桿菌在新生動物腸道淋巴結發育有不同促進作用。尚需更多研究證實這2種益生菌介導趨化因子在腸道淋巴結發育的精確機制。

在無菌狀態下，小腸絨毛和隱窩固有層缺少樹突細胞和T細胞，表明腸道微生物在介導黏膜免疫的作用［38］。如有菌群定植，腸道黏膜淋巴細胞則體現出明顯的發育特征，至4周齡時，固有層T細胞增加1倍［39］;至5周齡時，遷移至上皮細胞間的T細胞占腸道黏膜 T細胞總數的50%［40］。在出生后第5天，固有層未成熟的CD2+T細胞開始分化為CD4+和CD8+T細胞亞型，至第12天時它們占CD2+T細胞的1/2［41］。但 CD8+和 CD4+并不以相同的規律發育。據報道，CD4+亞型增殖速度很快，尤其是在CD2+T細胞開始分化之后，而CD8+則是在出生后第5～7周齡期間才以較快速度增殖［39］。在24周齡時，豬腸道上皮間CD8+T細胞占總T細胞的1/2，此比例為成年豬水平。檢測發現CD4+/CD8+比值亦反映出，在幼齡豬腸道此比值約為 2，而在成年豬，此比值小于 1［39，42］。這說明豬在幼年期體液免疫力較強，而在成年期細胞免疫較強，這可能是幼年期豬容易感染輪狀病毒的一個重要原因。

CD8+進一步分化為輔助性Th1(細胞毒性T細胞)，參與細胞免疫，主要針對病毒抗原，而CD4+T細胞(輔助性Th2)分化為B細胞，分泌免疫球蛋白，故CD4+反映體液免疫水平。Th1/Th2平衡是傳統的經典免疫模型，反映體液免疫和細胞免疫的相對活性，盡管這個模型受到越來越多的挑戰。研究報道，給哺乳仔豬或斷奶仔豬口服擬干酪乳桿菌或擬干酪乳桿菌+果寡糖，血液中CD2+和CD4+T細胞，以及B細胞數量顯著增加，表明此乳酸菌調節了機體的獲得性免疫機能［31］。唾液乳酸桿菌(L.salivarius)能增加十二指腸上皮細胞間淋巴細胞的數量，且能增加分泌免疫球蛋白A(IgA)細胞數量［17］。與此類似，兩歧雙歧桿菌可增加腸系膜淋巴結和Peyer’s結中分泌免疫球蛋白的B細胞數量，并誘導其合成IgA和免疫球蛋白M(IgM)，但這些免疫球蛋白并不針對兩歧雙歧桿菌本身，表明此菌并不引起對自身不利的免疫反應;進一步研究表明，發揮以上作用的成分存在于菌體本身，而不是其分泌的活性成分［43］。

Th1分泌干擾素(INF)-γ、致腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-2等細胞因子，而Th2則傾向于表達 IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 等細胞因子，因此，測量這些細胞因子的表達水平可間接反映細胞免疫和體液免疫的相對狀態。研究報道，發酵乳桿菌(L.fermentum)可增加無菌仔豬腸道前段上皮細胞間淋巴細胞數量［18］，增加普通仔豬血液中CD4+細胞數量，刺激腸道INF-γ、TNF-α的基因表達［42］。對人［44-45］、鼠［46］的研究也表明，乳酸菌可顯著增加 INF-γ、TNF-α、IL-12等與 Th1相關的細胞因子生成，但抑制Th2相關細胞因子的生成［44］。INF-γ、TNF-α、IL-12 等細胞因子是多功能的致炎性因子，參與先天免疫和細胞免疫［42］。Weiss等［35］最近報道，嗜酸乳酸桿菌上調樹突細胞 INF-β、TNF-α、IL-12、IL-12α/β、IL-15、IL-18 等細胞因子，這些作用可被雙歧桿菌B.bifidum減弱，且后者還可上調IL-6和IL-10等細胞因子。給仔豬口服雙歧桿菌B.animalis雖然使Toll樣受體-2和Toll樣受體-4基因表達增加，但卻使腸系膜淋巴結TNF-α基因表達下降，表明雙歧桿菌或可限制先天免疫和細胞免疫反應［36］。這些結果似乎暗示，乳酸菌雖然對體液免疫有一定的作用，但它們更傾向于調節先天免疫和細胞免疫，而雙歧桿菌在調節體液免疫方面可能有更大作用。

3.3.2 免疫耐受

免疫耐受的介導是一個極其復雜的過程，目前尚不清楚新生動物建立免疫耐受的生化機制。許多研究證實，在健康情況下，乳酸菌［16，32］和雙歧桿菌［36，42-43］可刺激腸道黏膜免疫的發育;但在感染疾病的情況下，它們卻抑制致炎性細胞因子的產生，但刺激免疫抑制性細胞因子產生，如IL-10、表皮生長因子(TGF)等，隨后促使T細胞向調節性T細胞(regulatory T cells，Treg)轉化，從而誘導免疫耐受［35］。在免疫耐受的介導過程中，腸道中郎格漢斯細胞(Langerhans cells，樹突細胞的一種分型細胞)的作用不可或缺。新近的研究發現，抗原提呈狀態的、激活的郎格漢斯細胞起初會進行自身增殖，但隨后卻未能成功促使CD4+T細胞分化為效應T細胞或記憶細胞，或使效應T細胞或記憶細胞長久存活而引起免疫反應，這是因為在激活了的郎格漢斯細胞中，核因子(NF)-κB亞基RelB未能從胞質中遷移至胞核，從而不能引發CD4+T細胞分化而引起的免疫反應［47］。這表明，腸道益生菌或共生菌與有害菌可被不同類型的樹突細胞識別，從而決定腸道黏膜是否引起免疫耐受或免疫反應。López等［48］報道，雙歧桿菌 B.animalis、B.bifidum、B.longum 和短雙歧桿菌(B.breve)均能介導外周血單核細胞表達高水平的IL-17和低水平的 TNF-α和 INF-γ，能促使樹突細胞表達較多的IL-10，提示它們能誘導Treg(亦稱為Th17細胞)分化增殖。乳酸菌中植物乳桿菌、嗜酸乳酸桿菌和羅伊氏乳桿菌能抑制感染病原微生物仔豬的免疫反應，提示它們應在介導免疫耐受方面有重要作用［16，32］。

4 母豬乳腺合成寡糖的生化機理

根據對人［5］和家畜［4］乳汁寡糖的結構鑒定可知，乳腺合成寡糖均是在乳糖的基礎上通過糖苷鍵連接而成。乳糖是由半乳糖和葡萄糖以β-1，4糖苷鍵組成。因此，有必要首先弄清楚乳腺合成乳糖的生化機制。

4.1 乳糖的合成

乳腺合成乳糖的機制發現于20世紀70年代。乳腺上皮細胞的高爾基體存在乳糖合成酶，此酶由β-1，4半乳糖基轉移酶及調控其活性的α-乳白蛋白組成［49］。具體來說，當無α-乳白蛋白存在時，乳糖合成酶不能催化半乳糖與葡糖糖以β-1，4糖苷鍵形成乳糖，但可催化半乳糖與乙酰氨基葡萄糖以β-1，4糖苷鍵與蛋白質結合而形成糖蛋白;但當α-乳白蛋白存在時，乳糖合成酶的酶活性位點被調控，具備合成乳糖的活性。合成乳糖的所需原料為葡萄糖和磷酸尿苷-半乳糖，它們分別由高爾基體膜上葡萄糖轉運載體-1(GLUT1)和二磷酸尿苷(UDP)-半乳糖轉運載體從細胞質攝取。GLUT1為乳腺上皮細胞中高爾基體膜所特有，在其他細胞高爾基體膜上并不存在［49］。α-乳白蛋白的調控活性與GLUT1轉運活性受泌乳生理相關激素如催乳素調節［49-50］。可見，乳腺合成乳糖受胞質中葡萄糖、UDP-半乳糖豐度及其轉運載體活性、α-乳白蛋白表達量等因素的調控。

4.2 乳寡糖的合成

采用質譜和高效液相色譜法檢測獲知，豬乳中含有29種寡糖，主要種類有4種，包括3單元組成的寡糖 NeuNAc(α2-6)Gal(β1-4)Glc［簡稱:NeuNAc(α2-6)lac］，4 單元的 Gal(β1-3)GlcNAc(β1-3)Gal(β1-4)Glc(簡稱:LNT)，6單元的［Glc(β1-4)GlcNAc］2(β1-3/6)Gal(β1-4)Glc(簡稱:LNH)，7單元的 NeuNAc(α2-3)［Glc(β1-4)Glc-NAc］2(β1-3/6)Gal(β1-4)Glc(簡稱:NeuNAc-LNH)。在整個泌乳期，常乳的 NeuNAc(α2-6)lac、LNH、NeuNAc-LNH均比初乳低，但LNT則隨泌乳期而增加。總的來說，NeuNAc(α2-6)lac所占乳寡糖的比例最高(＞50%)，其他各占5% ～35% 不等［4］。

在乳腺上皮細胞的高爾基體中，唾液酸轉移酶(sialyltransferase)催化 NeuNAc以 α2-3/6糖苷鍵連接到乳糖或寡聚糖的非還原性末端上，形成酸性乳寡糖［51］。豬乳的酸性寡聚糖為 NeuNAc(α2-6)lac 和 NeuNAc-LNH［4］，豬乳腺上皮細胞合成它們可能受唾液酸豐度和及其轉移酶酶活的影響。NeuNAc是唾液酸的最主要形式，由胞質利用N-乙酰基化的D-甘露糖胺(ManNAc)和D-葡糖糖胺(GlcNAc)經由5步反應合成而來，即UDP-Glc→UDP-GlcNAc→ManNAc→6-磷酸 NeuNAc→9- 磷酸 NeuNAc→CMP-NeuNAc，隨后CMP-NeuNAc進入高爾基體而用于寡糖合成。

豬乳中性寡糖的主要形式是四聚寡糖LNT和六聚寡糖LNH［4］。LNT被認為是乳汁中性寡聚糖重要的核心寡糖之一，在其非還原性末端可被其他單糖連接而形成更為復雜的寡聚糖，如LNH［5］。LNT合成的第1步是在 β1-3-N-乙酰基葡糖苷轉移酶(β1-3-N-acetylglucosaminyltransferase)的作用下，UDP-GlcNAc以β1-3糖苷鍵連接至乳糖非還原性末端上，然后再在β-D-半乳糖苷酶的作用下，生成LNT［52］。

5 小結

綜上所述，母乳中寡糖是促進新生仔豬腸道乳酸菌和雙歧桿菌快速定植的重要活性成分，其主要功能是抑制病原菌，調節后期腸道菌群模式和黏膜免疫發育，從而有利于新生仔豬的健康生長。腸道健康是當前動物營養領域研究的一個重要熱點，而腸道菌群是影響腸道健康的最為重要因素之一。腸道菌群的先天建立可影響后天菌群，因而，影響后期動物生長、繁殖、健康等與生產相關指標。為此，結合質譜、色譜分析法，分離純化并探討特定種類寡糖是否具有促進特定菌群生長的作用。其次，利用現代分子生物學方法如高通量DNA測序法動態監測不同品種、不同生理狀態條件下豬胃腸道菌群在時間、空間的發育性變化，以及寡糖在其中的調節作用。此外，需進一步弄清楚益生菌調節腸道黏膜免疫反應與有害菌的差別的分子機制。再者，有必要探討乳腺合成寡糖的調控方法和研究寡糖對新生仔豬的早期營養。

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