近日，我院反芻動物營養團隊在國際著名期刊《Genome Biology》發表了題為“Early-life ruminal microbiome-derived indole-3-carboxaldehyde and prostaglandin D2 are effective promoters of rumen development”的研究成果。該研究首次發現了瘤胃微生物源吲哚三甲醛（IAld）和前列腺素D2（PGD2）促進瘤胃發育的作用及靶點。

瘤胃是反芻動物的“首過”消化吸收代謝器官，其功能發育及穩態維持是反芻動物高效健康生產的生理基礎。瘤胃早期發育受日糧-微生物互作的調控，微生物代謝物在其中起關鍵介導作用，但目前對除揮發性脂肪酸以外的其他瘤胃微生物代謝物調控瘤胃發育的作用及機制認知不足。

本研究以哺乳羔羊為研究對象，利用極端化早期營養干預策略構建了瘤胃上皮/肌層的差異化發育表型；基于天然植物成分的微生物產物標準物質質譜庫、極性/非極性物質的色譜選擇策略和高分辨率質譜技術，首次鑒定出與瘤胃上皮和肌層發育密切相關的代謝物吲哚三甲醛（IAld）和前列腺素D2（PGD2）；利用宏基因組技術厘清了IAld和PGD2在瘤胃內的微生物合成路徑并篩選出候選代謝微生物菌株，進一步通過單菌體外純培養試驗，首次發現假長雙歧桿菌可代謝色氨酸生成IAld，白色念珠球菌具有生成PGD2的能力；利用轉錄組技術錨定瘤胃差異化發育的信號調控通路，體內外試驗揭示了IAld通過激活Wnt/β-catenin信號通路促進瘤胃上皮發育，PGD2依賴Ca²⁺信號通路調控瘤胃肌層發育。研究結果加深了對生命早期日糧-微生物-宿主互作的理解，首次明確了瘤胃特定菌株及其下游代謝物與瘤胃生理的直接聯系，為幼齡反芻動物開食料添加劑的開發應用提供新思路。

南京農業大學為論文第一署名單位，我院已畢業研究生孫大明博士和金陵科技學院邊高瑞博士為共同第一作者，劉軍花教授為論文通訊作者；朱偉云教授及毛勝勇教授對本研究進行了指導，浙江湖州湖羊研究所殷雨洋副研究員為動物試驗開展提供了支持，中國藥科大學侯園龍博士為菌群代謝試驗提供了幫助；在讀研究生張凱、劉寧和已畢業研究生謝斐博士也參與了該項工作。該研究得到了國家重點研發計劃項目（2021YFF1000703）和國家自然科學基金（32172752）的支持。

論文鏈接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-024-03205-x