真菌毒素污染是全球农业生产面临的主要问题之一，全球约80%的农产品受到了镰刀菌真菌毒素污染。玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）是一种主要的镰刀菌属真菌毒素，ZEN及其代谢产物在粮食及饲料加工环节中很难完全去除，食用ZEN等真菌毒素污染的谷物/饲料不仅严重影响动物健康，而且可能通过畜牧产品进入食物链，从而对人类健康造成严重的威胁。

　　中国科学院天津工业生物技术研究所联合重庆医科大学和国家粮食和物资储备局等多家单位，系统性解析了ZEN破坏不同生长阶段小猪肠道-免疫-繁殖系统的免疫防御的分子机制。该研究以小母猪为模型，发现ZEN处理会导致不同阶段仔猪肠道微生物结构及其代谢产物发生变化，从而损伤肠道屏障，因肠道屏障破坏而释放的局部炎症因子通过循环系统直接或间接影响免疫/繁殖系统的免疫防御能力；ZEN刺激猪肠道微生物中产脂多糖菌显著上升，而产丁酸盐菌显著下降，这些变化会导致G蛋白偶联受体109A(GPR109A)依赖的通路被抑制，从而引起肠道屏障受损，最终通过循环系统加剧免疫/生殖系统的损伤和炎症反应。　　

　　研究者通过基因工程菌降解ZEN调控肠道微生物菌群，如抑制脂多糖菌且增加产丁酸盐菌，从而维持肠道屏障的完整性，进一步减少ZEN对免疫/生殖系统的损伤和炎症反应。

　　该研究系统性构建了肠道-免疫-免疫系统轴，从微生物菌群结构及其代谢产物的角度探究了真菌毒素对不同阶段猪只的免疫防御能力的影响机制，并提出应对真菌污染的新措施，为研究真菌毒素在人与畜牧健康、畜牧产品及粮食安全上的新生物预防策略打开了新的窗口和分子靶点。

　　研究获得了国家重点研发计划等资助。相关成果近日在线发表于Microbiome。重庆医科大学王蜀金副研究员为第一作者，王蜀金副研究员、中国科学院天津工业生物技术研究所吴信研究员、重庆医科大学李希教授与国家粮食和物资储备局标准质量中心孙长坡研究员为通讯作者。

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基因工程菌代谢产物缓解ZEN对生殖和免疫系统的毒性

ZEN通过调控肠道微生物代谢产物改变干扰生殖免疫轴示意图