The role of gut microbiota in the formation of immune system in newborn piglets | Роль кишечной микробиоты в становлении иммунной системы новорожденных поросят

Английский. The intestinal microbiome is one of the important components of the human and animal body. It serves as a significant target for environmental factors and as a selective agent shaping the adaptive evolution of the mammalian diet, phenotypic plasticity, and gut morphology. The aim of the work is to study the role of the gut microbiota in the development of the immune system of newborn piglets. The research was conducted on neonatal Landrace piglets obtained from sows of the 3rd-4th farrows at a large commercial pig breeding enterprise in the Voronezh region in 2023-2024. The average body weight in the group of hypotrophic piglets (n = 11) was 0.724±0.07 kg, and in the group of normotrophic piglets (n = 11) it was 0.927±0.04 kg. The sequencing data processing the gut microbiota from normotrophic and hypotrophic piglets has resulted in identifying 72 bacterial species. In normotrophic piglets, the species composition of the meconium microbiome was more diverse compared to hypotrophic piglets. According to the results of immunohistological analysis of intestines, higher nuclear expression of Ki-67 and membrane expression of CD3 (by 14.8% and 32%, respectively) were found in normotrophic piglets compared to hypotrophic ones, indicating more active cell proliferation and organ development. The expression of the transforming growth factor-β gene in hypotrophic piglets was thrice lower than in normotrophic ones, which may indicate an inability of hypotrophic piglets to adequately regulate the growth and differentiation of various cell types. The expression of the interferon-α gene in hypotrophic piglets was 2.2 times lower compared to normotrophic ones. Conversely, the expression of the interleukin-1β gene was by 48% higher in the group of hypotrophic piglets compared to the group of normotrophic piglets, which may indicate increased synthesis of acute-phase proteins initiating inflammatory processes in hypotrophic piglets.

Русский. Кишечный микробиом - одна из важных составляющих организма человека и животных. Он служит мишенью действия факторов окружающей среды и селективным агентом, формирующим адаптивную эволюцию рациона млекопитающих, фенотипическую пластичность и морфологию кишечника. Цель работы - изучить роль кишечной микробиоты в становлении иммунной системы новорожденных поросят. Исследования проводили на поросятах породы ландрас неонатального периода, полученных от свиноматок 3-4-го опороса в крупном промышленном свиноводческом хозяйстве Воронежской области в 2023-2024 гг. Средняя масса в группе поросят-гипотрофиков (n = 11) составляла 0,724±0,07 кг, в группе поросят-нормотрофиков (n = 11) - 0,927±0,04 кг. В результате статистической обработки данных секвенирования кишечной микробиоты поросят-нормотрофиков и поросят-гипотрофиков выявили 72 бактериальных вида. У поросят-нормотрофиков видовой состав микробиома мекония оказался представлен более широко относительно поросят-гипотрофиков. По результатам иммуногистохимических исследований кишечника установлена более высокая ядерная экспрессия Ki-67 и мембранная экспрессия CD3 (выше соответственно на 14,8 и 32%) у поросят-нормотрофиков в сравнении с поросятами-гипотрофиками, что указывает на более активную пролиферацию клеток и развитие органа. Экспрессия гена трансформирующего фактора роста β у поросят-гипотрофиков была в 3,0 раза ниже, чем у нормотрофиков, что может указывать на неспособность поросят-гипотрофиков адекватно регулировать рост и дифференцировку различных типов клеток. Экспрессия гена интерферона-α у поросят-гипотрофиков была в 2,2 раза ниже в сравнении с нормотрофиками. Экспрессия гена интерлейкина-1-β, напротив, в группе поросят-гипотрофиков была выше на 48,0% по сравнению с группой поросят-нормотрофиков, что может свидетельствовать о возросшем синтезе белков острой фазы, инициирующих воспалительные процессы у поросят-гипотрофиков.