近日,江苏省家禽科学研究所施寿荣研究员带领的家禽饲料与营养团队在国际微生物知名杂志《Microbiome》(中科院一区,IF 5:16.6)发表题为“Microbiota-derived propionate suppresses Salmonella virulence gene expression via LuxS quorum sensing”的研究型文章。该研究发现中国地方品种藏鸡更强的抗病性主要来自其特定的肠道微生物产生的代谢物,这些代谢物削弱入侵病原体的毒力,从而增强宿主对感染的抵抗力。

研究团队首先发现藏鸡感染沙门氏菌后,其体内病原菌的群体感应基因 luxS 及毒力基因表达水平显著低于商品肉鸡。通过将藏鸡粪菌移植(FMT)给商品肉鸡,受体鸡成功获得了这种“低毒力表达”的抗性表型,表明该性状具有可转移性。16S rRNA测序显示,FMT重塑了受体鸡的肠道菌群,富集了多种产短链脂肪酸菌。进而锁定可溶性代谢物为关键介导因素。经代谢组与功能验证,证实 丙酸 是核心效应分子:藏鸡及FMT受体鸡体内的丙酸水平均显著更高,且丙酸浓度与沙门氏菌毒力基因表达呈负相关。体外及体内实验均证明,丙酸能有效抑制沙门氏菌生物膜形成、降低AI-2活性并下调毒力基因。机制解析表明,通过构建 luxS基因缺失株,发现丙酸对缺失株的抑制效应消失,确证了LuxS/AI-2通路为作用靶点。最终,结合分子对接与定点突变试验,精确鉴定出 LuxS蛋白的第53位异亮氨酸(Ile53) 是丙酸结合的关键功能残基,从结构基础层面揭示了丙酸调控沙门氏菌毒力表达的分子机制。总体而言,该研究表明肠道微生物来源的丙酸可通过靶向LuxS/AI-2 群体感应系统直接下调沙门氏菌毒力基因表达,为基于微生物代谢物的感染病防控策略提供新的机制依据与干预思路。
该论文通讯作者为江苏省家禽科学研究所施寿荣研究员,第一作者为张倩雲博士,该研究得到了国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系和扬州市科技计划项目的资助。
原文链接:https://link.springer.com/article/10.1186/s40168-026-02366-0