妊娠後期の熱ストレスは、豚モデルでは、変更された子孫の腸内微生物のコロニゼーションと血清代謝物と母体の微生物伝達を混乱させる

Heat stress during late gestation disrupts maternal microbial transmission with altered offspring's gut microbial colonization and serum metabolites in a pig model.

• Jianwen He
• Weijiang Zheng
• Chengyuan Tao
• Huiduo Guo
• Yongqiang Xue
• Ruqian Zhao
• Wen Yao

抄録

妊娠中の熱ストレス（HS）は、そのような早産や産後の代謝症候群などの負の結果、と関連付けられている。腸内細菌叢は、哺乳類の代謝と健康を媒介する上で不可欠な役割を果たしているユニークな生態系です。ここでは、妊娠後期HSは母体の微生物伝達と構造子孫の腸内細菌叢と血清代謝プロファイルを変化させるという仮説を立てています。私たちの結果は、母体のHSが母豚とその子豚の細菌のβ多様性と組成を変化させることを示しています。母方の腸内では、母豚の腸内細菌群のうち、Ruminococcaceae UCG-005 属、[Eubacterium] coprostanoligenes 属、Halomonas 属が HS により増加するのに対し（q<0.05）、Streptococcus 属、Bacteroidales RF16 group_norank 属、Roseburia 属が減少するのに対し（q<0.05）、母豚の腸内細菌群のうち、Ruminococcaceae UCG-005 属、[Eubacterium] coprostanoligenes 属、Halomonas 属は HS により増加することがわかった。母体の膣内では、HSは主にBacteroidetesとFusobacteria（q<0.05）の割合を上昇させ、一方でClostridialesファミリーXI（q<0.05）の個体数を減少させます。新生児腸では、母体のHSは、プロテオバクテリアの集団を促進するが、Firmicutes（q<0.05）の相対的な豊富さを減少させる。さらに、Operational Operational taxonomic units (OTU)解析の結果、腸内および膣内では、母体HSによってClostridium sensu stricto 1, RomboutsiaおよびTuricibacterの割合が減少するのに対し、腸内および膣内では、プロテオバクテリア属およびEpsilonbacteraeota、例えばEscherichia-Shigella, Klebsiella, Acinetobacter, Comamonasの割合が増加することが明らかになった。さらに、アエロモナスは環境源から感染する唯一の属である。最後に、新生児の差動OTUが差動血清代謝物の重要性を評価する。その結果、HSによる副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）とグルコース値の差にAcinetobacterが有意に寄与していることが示された（P<0.05）。さらに、Stenotrophomonasは、コレステロール、低密度リポタンパク質（LDL）、ジアミンオキシダーゼ（DAO）、血中尿素窒素（BUN）および5-ヒドロキシトリプタミン（5-HT）の最も重要な変数である（P<0.10）。全体的に、私たちのデータは、順番に代謝健康の維持に影響を与える母体の伝送に影響を与えることを介して新生児の微生物叢を確立する上で母体HSの証拠を提供します。

Heat stress (HS) during gestation has been associated with negative outcomes, such as preterm birth or postnatal metabolic syndromes. The intestinal microbiota is a unique ecosystem playing an essential role in mediating the metabolism and health of mammals. Here we hypothesize late gestational HS alters maternal microbial transmission and structures offspring's intestinal microbiota and serum metabolic profiles. Our results show maternal HS alters bacterial β-diversity and composition in sows and their piglets. In the maternal intestine, genera Ruminococcaceae UCG-005, [Eubacterium] coprostanoligenes group and Halomonas are higher by HS (q < 0.05), whereas the populations of Streptococcus, Bacteroidales RF16 group_norank and Roseburia are decreased (q < 0.05). In the maternal vagina, HS mainly elevates the proportions of phylum Bacteroidetes and Fusobacteria (q < 0.05), whereas reduces the population of Clostridiales Family XI (q < 0.05). In the neonatal intestine, maternal HS promotes the population of Proteobacteria but reduces the relative abundance of Firmicutes (q < 0.05). Moreover, the core Operational taxonomic units (OTU) analysis indicates the proportions of Clostridium sensu stricto 1, Romboutsia and Turicibacter are decreased by maternal HS in the intestinal and vaginal co-transmission, whereas that of phylum Proteobacteria and Epsilonbacteraeota, such as Escherichia-Shigella, Klebsiella, Acinetobacter, and Comamonas are increased in both the intestinal and vaginal co-transmission and the vagina. Additionally, Aeromonas is the only genus that is transmitted from environmental sources. Lastly, we evaluate the importance of neonatal differential OTU for the differential serum metabolites. The results indicate Acinetobacter significantly contributes to the differences in the adrenocorticotropic hormone (ACTH) and glucose levels due to HS (P < 0.05). Further, Stenotrophomonas is the most important variable for Cholesterol, low-density lipoprotein (LDL), diamine oxidase (DAO), blood urea nitrogen (BUN) and 5-hydroxytryptamine (5-HT) (P < 0.10). Overall, our data provides evidence for the maternal HS in establishing the neonatal microbiota via affecting maternal transmission, which in turn affects the maintenance of metabolic health.

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