近日，石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院胡圣偉教授課題組在國(guó)際權(quán)威期刊《npj Biofilms and Microbiomes》（IF：9.2，中科院1區(qū)TOP期刊）發(fā)表題為“Multiomic analysis of different horse breeds reveals that gut microbial butyrate enhances racehorse athletic performance（對(duì)不同馬品種的多組學(xué)分析揭示腸道微生物產(chǎn)生的丁酸鹽可提升賽馬的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)）”的原創(chuàng)性研究論文。

圖1. 腸道丁酸改變宿主的肌纖維類型及提高肌肉線粒體活性

有益微生物在宿主生理機(jī)能中起著至關(guān)重要的作用，但特定細(xì)菌的功能是否有助于賽馬（純血馬）的卓越運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，還需要進(jìn)一步研究來明確。在此，我們發(fā)現(xiàn)腸道產(chǎn)丁酸菌與賽馬（純血馬）的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)之間存在關(guān)聯(lián)。產(chǎn)丁酸菌和微生物丁酸合成基因在賽馬腸道中顯著豐富，氣相色譜-質(zhì)譜分析結(jié)果也證實(shí)了這一結(jié)論。通過使用小鼠模型，我們證明了丁酸足以提高賽馬在跑步機(jī)上的運(yùn)行時(shí)間表現(xiàn)。記一步研究發(fā)現(xiàn)丁酸能改善宿主對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)，顯著改變骨骼肌中的肌肉纖維類型，并提高肌肉線粒體的功能和活性。此外，對(duì)已發(fā)表數(shù)據(jù)的深入分析顯示，丁酸合成基因在人類運(yùn)動(dòng)員的腸道微生物中也顯著豐富。這項(xiàng)研究表明，腸道微生物產(chǎn)生的丁酸通過腸道-骨骼肌軸改善了運(yùn)動(dòng)能力，為腸道微生物功能提供了新的見解，并為通過有針對(duì)性的腸道微生物組操縱來提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)鋪平了道路。

圖2. 馬腸道微生物-骨骼肌軸的作用模型

該論文第一完成單位為石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，生命科學(xué)學(xué)院青年教師李村院（副教授）、李曉悅（副教授）和2022級(jí)博士研究生劉開平為該論文的第一作者，生命科學(xué)學(xué)院倪偉教授和胡圣偉教授為該論文的通訊作者。