The intestinal microbiota plays a vital role in metabolism, pathogen resistance, and immune development in host cells, and is modifiable by dietary change. Lentinan (LNT), a type of mushroom polysaccharide, is known to ameliorate intestinal inflammation with the potential of therapeutic effect on digestive diseases. We hypothesized that LNT could alleviate Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS)-induced intestinal injury via regulating the composition and metabolites of intestinal microbiota in a piglet model. Twenty-four weaned piglets were used in a 2 × 2 factorial design, and the main factors included a dietary treatment (basal or LNT diet) and immunological challenge (LPS or saline). After feeding basal or LNT diet for 21 days, pigs were injected with LPS or saline. At 4 h post-injection, pigs were killed and jejunum, ileum and cecal digesta were collected. LNT improved intestinal morphology and barrier function. LNT also inhibited inflammatory signaling pathways (toll-like receptor 4 and nucleotide binding oligomerization domain protein) and pro-inflammatory cytokines (tumor necrosis factor-α, interleukin-1β and interleukin-6) expression, as well as up-regulated the heat shock protein 70 expression in small intestine. In addition, LNT enhanced the concentrations of propionate, butyrate, isobutyrate and isovalerate in cecal digesta, resulting in a significant increase in histone acetylation without affecting the protein level of G protein-coupled receptor 41 (GPR41), a short chain fatty acid receptor. Bacterial 16S rRNA gene pyrosequencing showed that LNT had a great impact on gut microbiota composition at different taxonomic levels. Moreover, the correlation analysis revealed some potential relationships between cecal metabolites and certain intestinal microbiota. These results indicate that LNT promotes intestinal health, in part, through altering intestinal microbiota composition and increasing the short chain fatty acid synthesis, which subsequently lead to a reduction in inflammation and hyper-acetylation of histones.

中文翻译：

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扁豆素可调节肠道微生物群并增强脂多糖激发的仔猪模型的屏障完整性†

肠道菌群在新陈代谢，病原体抗性和宿主细胞的免疫发育中起着至关重要的作用，并且可以通过饮食变化进行调节。香菇多糖Lentinan（LNT）是一种可以改善肠道炎症的药物，对消化系统疾病具有治疗作用。我们假设，LNT可以减轻大肠埃希氏菌脂多糖（LPS）诱导肠道损伤通过调节仔猪模型中肠道菌群的组成和代谢产物。在2×2因子设计中使用了24只断奶仔猪，主要因素包括饮食治疗（基础或LNT饮食）和免疫学攻击（LPS或生理盐水）。喂食基础或LNT日粮21天后，给猪注射LPS或生理盐水。注射后4小时，处死猪并收集空肠，回肠和盲肠消化液。LNT改善了肠道形态和屏障功能。LNT还抑制炎症信号通路（toll样受体4和核苷酸结合寡聚域蛋白）和促炎细胞因子（肿瘤坏死因子-α，白介素-1β和白介素-6）的表达，并上调热休克蛋白70在小肠中的表达。此外，LNT增强盲肠消化物中丙酸，丁酸，异丁酸和异戊酸的浓度，导致组蛋白乙酰化显着增加，而不会影响短链脂肪酸受体G蛋白偶联受体41（GPR41）的蛋白质水平。细菌16S rRNA基因焦磷酸测序表明，LNT对不同分类水平的肠道菌群组成有很大影响。此外，相关性分析揭示了盲肠代谢产物和某些肠道菌群之间的某些潜在关系。这些结果表明，LNT部分地通过改变肠道菌群组成和增加短链脂肪酸合成来促进肠道健康，从而减少炎症和组蛋白的高度乙酰化。盲肠消化物中的异丁酸酯和异戊酸酯，导致组蛋白乙酰化显着增加，而不会影响短链脂肪酸受体G蛋白偶联受体41（GPR41）的蛋白质水平。细菌16S rRNA基因焦磷酸测序表明，LNT对不同分类水平的肠道菌群组成有很大影响。此外，相关性分析揭示了盲肠代谢产物和某些肠道菌群之间的某些潜在关系。这些结果表明，LNT部分地通过改变肠道菌群组成和增加短链脂肪酸合成来促进肠道健康，从而减少炎症和组蛋白的高度乙酰化。盲肠消化物中的异丁酸酯和异戊酸酯，导致组蛋白乙酰化显着增加，而不会影响短链脂肪酸受体G蛋白偶联受体41（GPR41）的蛋白质水平。细菌16S rRNA基因焦磷酸测序表明，LNT对不同分类水平的肠道菌群组成有很大影响。此外，相关性分析揭示了盲肠代谢产物和某些肠道菌群之间的某些潜在关系。这些结果表明，LNT部分地通过改变肠道菌群组成和增加短链脂肪酸合成来促进肠道健康，从而减少炎症和组蛋白的高度乙酰化。导致组蛋白乙酰化显着增加，而不会影响短链脂肪酸受体G蛋白偶联受体41（GPR41）的蛋白质水平。细菌16S rRNA基因焦磷酸测序表明，LNT对不同分类水平的肠道菌群组成有很大影响。此外，相关性分析揭示了盲肠代谢产物和某些肠道菌群之间的某些潜在关系。这些结果表明，LNT部分地通过改变肠道菌群组成和增加短链脂肪酸合成来促进肠道健康，从而减少炎症和组蛋白的高度乙酰化。导致组蛋白乙酰化显着增加，而不会影响短链脂肪酸受体G蛋白偶联受体41（GPR41）的蛋白质水平。细菌16S rRNA基因焦磷酸测序表明，LNT对不同分类水平的肠道菌群组成有很大影响。此外，相关性分析揭示了盲肠代谢产物和某些肠道菌群之间的某些潜在关系。这些结果表明，LNT部分地通过改变肠道菌群组成和增加短链脂肪酸合成来促进肠道健康，从而减少炎症和组蛋白的高度乙酰化。细菌16S rRNA基因焦磷酸测序表明，LNT对不同分类水平的肠道菌群组成有很大影响。此外，相关性分析揭示了盲肠代谢产物和某些肠道菌群之间的某些潜在关系。这些结果表明，LNT部分地通过改变肠道菌群组成和增加短链脂肪酸合成来促进肠道健康，从而减少炎症和组蛋白的高度乙酰化。细菌16S rRNA基因焦磷酸测序表明，LNT对不同分类水平的肠道菌群组成有很大影响。此外，相关性分析揭示了盲肠代谢产物和某些肠道菌群之间的某些潜在关系。这些结果表明，LNT部分地通过改变肠道菌群组成和增加短链脂肪酸合成来促进肠道健康，从而减少炎症和组蛋白的超乙酰化。