猪肠道冠状病毒（Swine enteric coronaviruses, SECoVs）是引起新生仔猪急性腹泻的重要病原，给全球养猪业造成了严重的经济损失。大量研究表明，肠道菌群代谢产物在调控宿主免疫应答中发挥重要作用，进而影响多种人类和小鼠肠道病毒的感染和致病性。然而，肠道菌群代谢产物是否影响SECoVs的致病机制尚不清楚。

近期，中国农业大学动物医学院联合西南民族大学畜牧兽医学院完成的题为“Gut microbiota-derived butyrate impairs innate antiviral immunity against coronavirus PEDV infection via class IIa HDACs inhibition”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）优先在线发表。

本研究以α冠状病毒猪流行性腹泻病毒（Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV）为模式病原，从调控宿主先天免疫应答的角度出发，旨在阐明肠道菌群代谢产物与SECoVs之间的相互作用。该研究揭示了SECoVs如何利用肠道菌群代谢产物丁酸逃逸宿主先天抗病毒免疫应答以促进自身感染的新机制，有助于深入理解SECoVs与肠道菌群代谢产物互作的分子机制，同时为设计和研发针对SECoVs的抗病毒策略和药物提供了新的思路。

主要研究结果如下：

PEDV体内感染显著增加产短链脂肪酸（SCFAs）菌群的丰度及其代谢产物SCFAs的浓度

研究团队通过16S rRNA高通量测序探究PEDV感染仔猪对肠道菌群组成的影响，结果显示，PEDV体内感染显著增加产SCFAs菌群的丰度，特别是产丁酸菌群的丰度。进一步利用气相色谱法分析发现，PEDV感染会导致仔猪肠道SCFAs浓度显著增加，且丁酸浓度增加的最明显，其次是丙酸和乙酸（图1）。

图1 PEDV体内感染显著增加产SCFAs菌群的丰度及其代谢产物SCFAs的浓度

丁酸显著促进PEDV在多种猪小肠上皮细胞系中的复制

通过体外实验表明，用乙酸、丙酸、丁酸等3种主要的SCFAs处理猪小肠上皮细胞IPEC-J2，仅丁酸处理能够显著促进PEDV复制。同时，丁酸处理其它猪小肠上皮细胞系（猪空肠类器官和IPI-2I细胞）均能够以剂量依赖性方式增强PEDV的复制水平。进一步研究发现，丁酸主要在病毒感染晚期阶段促进PEDV复制，且不影响病毒的吸附和入侵过程（图2）。

图2丁酸显著促进PEDV在多种猪小肠上皮细胞系中的复制

丁酸主要通过抑制病毒诱导的ISGs表达促进PEDV复制

转录组学和qPCR分析表明，PEDV感染IPEC-J2细胞能够上调干扰素刺激基因（ISGs）的表达，而用丁酸处理能够显著抑制PEDV诱导的ISGs表达，且主要在病毒感染晚期阶段显著降低ISGs的表达水平，这与丁酸对PEDV复制动力学的作用趋势一致（图3）。

图3丁酸能够显著抑制PEDV诱导的ISGs产生

丁酸主要通过抑制IIa类HDACs活性负调控病毒诱导的ISGs表达

研究发现，丁酸能够显著抑制组蛋白去乙酰化酶（HDACs）活性和Ⅱa类HDACs的转录表达。进一步使用药物抑制剂发现，Ⅱa类HDACs抑制剂（TMP-195）能够直接靶向IFN激活的下游ISGs表达，进而促进PEDV复制，且与丁酸的调控作用类似（图4）。

图4药物靶向IIa类HDACs通过抑制病毒诱导的ISGs产生促进PEDV复制

丁酸通过负调控宿主先天抗病毒免疫应答促进PEDV复制的分子机制

综上，该研究揭示了肠道菌群代谢产物丁酸调控SECoVs感染的独特机制，即丁酸通过抑制Ⅱa类HDACs负调控病毒诱导的ISGs表达，进而促进PEDV感染。该研究强调了肠道菌群代谢产物通过调控宿主先天免疫应答影响SECoVs感染的重要生物学功能，有助于深入理解SECoVs与肠道菌群代谢产物之间的相互作用，提示在将来有望通过改变仔猪的膳食纤维饮食结构或研发靶向肠道菌群代谢产物（如丁酸）的药物来干预和治疗SECoVs的感染。

中国农业大学动物医学院博士研究生、西南民族大学畜牧兽医学院讲师尹灵丹为该论文第一作者，中国农业大学动物医学院刘平黄教授、朱奎教授为该论文共同通讯作者。本研究由国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中央高校基本科研业务费专项资金资助。

Cite the article:

Lingdan Yin, Qian Zhu, Xiang Liu, Yao Yao, Yanlong Ma, Guozhong Zhang, Kui Zhu, Pinghuang Liu. 2026. Gut microbiota-derived butyrate impairs innate antiviral immunity against coronavirus PEDV infection via class IIa HDACs inhibition. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.07.002

https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.07.002 

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