综述：利用微生物代谢和营养靶向肠-乳腺轴以改善家畜生产与健康

**1 引言（INTRODUCTION）**

近年来，肠道-大脑（gut–brain）、肠道-肺（gut–lung）、肠道-肝脏（gut–liver）和肠道-肾脏（gut–kidney）轴的引入引发了对其相互作用机制的研究。与这些解剖学连接的轴不同，肠道-乳腺轴（gut–mammary axis）代表一种功能性而非解剖学上的通道，通过全身循环、神经内分泌信号和免疫细胞迁移（immune cell trafficking）整合肠道和乳腺功能。此区别至关重要，因为乳腺缺乏与胃肠道的直接解剖连接；相反，通信通过血液传播的微生物代谢物、激素和从肠道相关淋巴组织（gut-associated lymphoid tissues）迁移至乳腺的免疫细胞发生。肠道-乳腺轴已在多种哺乳动物物种中研究，在从发现到应用的管道中扮演不同角色。啮齿动物（小鼠和大鼠）因其遗传易处理性、短繁殖周期和特征明确的免疫系统而被广泛用于机制研究模型，但其胃肠道简单，拥有五对乳腺且产奶量相对较低。猪作为啮齿动物与生产性畜之间的重要转化桥梁，与人类及其他大型哺乳动物具有生理相似性，其单胃消化系统类似于啮齿动物，且乳腺结构和泌乳需求更接近生产动物。反刍动物是生产导向应用的主要目标物种，其前胃允许广泛的微生物发酵，深刻改变膳食化合物在到达乳腺前的代谢，反刍动物还具有最高的泌乳需求和独特的乳腺结构。理解这些解剖和生理差异对于解释跨物种数据以及将机制见解从模式生物转化为有效的畜群管理干预措施至关重要。

肠道-乳腺轴构成连接肠道和乳腺的复杂调控网络，因其在动物生产和健康中的关键作用而备受关注。它通过神经信号、内分泌调节和免疫相互作用等多维途径动态整合肠道和乳腺功能。首先，肠道微生物组及其代谢物通过循环系统运输至乳腺，从而直接调节乳成分合成、炎症反应和病原体防御。此外，调节乳腺的激素（如催乳素（prolactin））和免疫活性物质（如分泌型免疫球蛋白A（secretory immunoglobulin A, sIgA））可通过反馈机制调节肠道屏障功能和微生物组稳态。这些发现扩展了代表乳腺疾病发病机制的理论框架，也为通过营养干预（如益生菌（probiotics）和功能性代谢物）优化肠道-乳腺轴功能提供了科学依据。本综述系统讨论了肠道-乳腺轴背后的神经、内分泌和免疫调控机制，进一步探讨了其通过营养摄取、代谢重编程（metabolic reprogramming）和免疫稳态维持来调节动物性能的作用。此综合旨在为乳腺健康的精准管理和可持续畜牧生产提供理论支持。

尽管先前综述提供了关于肠道微生物群与乳腺联系的宝贵见解，但仍存在几个重要知识空白。首先，大多数现有文献集中于人类或啮齿动物模型，对以动物生产为中心的家畜物种（如奶牛、母猪和山羊）的发现缺乏系统整合。其次，神经、内分泌和免疫途径之间的机制串扰已被分别讨论，但缺乏捕捉肠道-乳腺轴协同调控的整体框架。第三，尽管营养干预（如益生菌、益生元（prebiotics）和功能性代谢物）显示出前景，但从未对其在泌乳性能、乳腺健康和后代发育方面的具体作用进行过全面综合。第四，该轴的双向性质，特别是乳腺衍生因子如何反馈调节肠道功能，在生产环境中尚未充分探索。本综述通过提供以物种为重点的综合，优先考虑来自家畜的相关证据，将神经-内分泌-免疫网络整合到统一概念框架中，并批判性地评估靶向肠道-乳腺轴的精准营养策略，从而弥补这些空白。此外，强调了该轴在改善动物生产力和健康方面的转化潜力，特别关注母体-后代微生物组传递（maternal-offspring microbiome transmission）和可持续畜牧生产。

与先前主要关注人类或啮齿动物模型或孤立机制的综述不同，本综述提供了三个独特贡献：以家畜相关证据为重点的物种综合、神经-内分泌-免疫途径与实际营养策略的直接联系，以及对物种特异性生理和工业可扩展性等转化障碍的批判性评估。在此框架内，“精准营养”（precision nutrition）指优化肠道-乳腺轴以改善泌乳、乳腺健康和后代发育的靶向策略，包括阶段特异性母体营养、微生物组指导的补充、基于代谢物的干预以及利用实时生物标志物的农场级决策支持系统。以下部分批判性评估每种方法，侧重于物种特异性可行性和转化障碍。

**2 动物肠道-乳腺轴的生理基础（PHYSIOLOGICAL BASIS OF THE GUT–MAMMARY AXIS IN ANIMALS）**
**2.1 肠道健康影响乳腺健康（Gut health affects mammary health）**
哺乳动物肠道作为最长的消化器官，具有复杂多功能的解剖结构，内壁有皱襞和绒毛显著增加表面积以促进营养吸收。肠道黏膜层富含各种消化酶和营养吸收相关转运蛋白，通过主动转运或被动扩散将食物高效分解为小分子进入血液或淋巴系统。此外，肠道在免疫防御中起关键作用，肠道黏膜屏障、肠道微生物群（gut microbiota）和肠道相关淋巴组织共同形成保护宿主免受外部病原体侵害的强大防线。

肠道微生物群由居住在动物肠道内的复杂细菌、真菌、病毒和古菌群落组成。它们通过分解膳食纤维产生短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFAs）为宿主提供能量，合成维生素K和B族等必需营养素，通过调节免疫反应和保护宿主健康，维持肠道屏障完整性，并参与代谢调节、神经信号传导和全身炎症稳态。因此，肠道菌群失调（dysbiosis）可能促进乳腺疾病的发生和进展。肠道微生物组的破坏可能同时或随后影响益生菌环境，导致益生菌在肿瘤环境中失去“主导”作用，从而对乳腺肿瘤细胞生长的控制或抑制产生负面影响，甚至加速其生长并促进血管生成，间接促进肿瘤转移。尽管乳腺癌症（mammary cancer）在家畜中并非主要生产问题，但其潜在信号通路是进化保守的，直接调节泌乳性能、乳腺上皮细胞更新和炎症反应，从而提供适用于乳腺炎预防和产奶的机制见解。此外，肠道菌群失调破坏肠道屏障完整性，促进特定病原菌通过循环系统迁移至乳腺。He等人[17]证明，肠源性气单胞菌（Aeromonas）可从肠道迁移至乳腺，并可能促进小鼠乳腺炎的发展。相反，肠道健康和平衡的微生物群对乳腺健康产生积极影响。根据近期研究，益生菌补充（如乳酸乳杆菌R389（Lactobacillus suis R389）和罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri））可保护小鼠模型免受乳腺肿瘤发展。此外，Kassayova等人[20]表明，植物乳杆菌LS/07（Lactobacillus plantarum LS/07）或膳食纤维补充可改善大鼠乳腺致癌作用。这些发现表明，调节肠道健康可对乳腺健康产生积极影响。尽管啮齿动物乳腺肿瘤研究使用的终点不直接适用于家畜，但这些实验揭示了保守的免疫调节通路（如NF-κB、STAT3），这些通路也调节乳腺炎症和免疫防御。

**2.2 乳腺功能影响肠道功能（Mammary function affects intestinal function）**
乳腺是哺乳动物特有的器官，经历发育和泌乳，受多种激素和生长因子调节。在动物生长和发育过程中，乳腺经历多次形态和功能变化，从胚胎期的未分化状态逐渐发育为能够泌乳的成熟腺体。泌乳涉及乳腺上皮细胞（mammary epithelial cells）对血液来源营养素的摄取、合成和分泌，受催乳素和胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor）等激素调节。作为一个主要分泌器官，乳腺的泌乳功能受肠道营养供应调节，同时它也对肠道营养吸收和代谢发挥反馈作用。特别是在泌乳期间，乳腺的高营养需求刺激肠道增强营养吸收效率。乳腺乳汁是母体乳腺与婴儿肠道之间的“桥梁”，提供对防御细菌感染至关重要的营养素和免疫成分。乳汁中的免疫球蛋白和抗菌肽增强新生儿的肠道黏膜屏障功能，促进乳酸杆菌（Lactobacillus spp.）等有益菌的定植，从而培养健康的肠道微生物组。

**3 动物肠道-乳腺轴调节机制（MECHANISMS OF GUT–MAMMARY AXIS REGULATION IN ANIMALS）**
**3.1 肠道-乳腺轴的连接通路：神经、内分泌和免疫（Connecting pathways of the gut–mammary axis: Neurologic, endocrine, and immune）**
神经、内分泌和免疫系统动态相互作用以整合肠道和乳腺功能。首先，神经通路主要通过迷走神经（vagus nerve, VN）将肠道的感觉信息传递至中枢神经系统（central nervous system, CNS），随后CNS通过下丘脑-垂体轴（hypothalamic-pituitary axis）等通路调节乳腺发育和泌乳。迷走神经末梢释放的乙酰胆碱直接作用于乳腺上皮细胞中的胆碱能受体，促进乳蛋白合成。同时，下丘脑-垂体轴通过调节催乳素分泌周期动态适应乳腺泌乳需求（如幼崽吸吮刺激）。内分泌通路通过血液循环中的激素连接肠道和乳腺。例如，肠道分泌的胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1, GLP-1）和肽YY（peptide YY, PYY）通过降低血糖和胰岛素水平促进乳腺上皮细胞对葡萄糖的高效利用，从而影响乳腺发育和泌乳功能。垂体激素如催乳素也作用于肠道，调节肠道消化、吸收和免疫功能。免疫系统通过肠道微生物代谢物（如SCFAs）、免疫细胞（如记忆B细胞）的定向迁移以及免疫分子（如sIgA和IL-10）的远程相互作用，在肠道和乳腺之间调节炎症、屏障修复和免疫记忆信号。所有这些免疫相互作用共同维持生理稳态并改善动物性能。

**3.2 神经调控机制（Mechanisms of neuromodulation）**
迷走神经是自主神经系统的重要组成部分，作为肠道和哺乳动物CNS之间的桥梁。迷走神经感知肠道刺激（如营养吸收和肠道微生物群变化），并通过神经反射将信息传递至大脑，影响乳腺发育和泌乳。迷走神经通过乙酰胆碱和去甲肾上腺素等神经递质调节乳腺上皮细胞的增殖、分化和分泌活动，使乳腺能够适应性响应生物体的整体需求和环境变化。除长距离迷走调节外，局部神经反射和调节机制连接肠道和乳腺。这些局部神经网络包括连接肠道和乳腺的神经末梢、神经丛和神经元，可检测局部环境变化，如乳腺内压力增加触发神经反射促进乳腺导管收缩和排乳。同样，当肠道营养丰富时，局部神经网络通过调节肠道肌肉收缩、舒张和消化酶分泌来增强营养吸收和输送以支持泌乳。局部神经反射和调节机制有助于维持肠道和乳腺之间的动态平衡，并适应外部环境。在泌乳期间，幼崽吸吮刺激乳腺，随着泌乳需求增加，通过局部神经反射迅速增加乳量以满足幼崽需求，同时肠道增强消化和吸收功能确保乳腺获得足够营养支持泌乳。这种协同使动物在复杂环境中保持高效泌乳。

**3.3 内分泌调节机制（Endocrine regulatory mechanisms）**
激素在调节肠道-乳腺轴中起关键作用，多种激素通过血流在肠道和乳腺之间传递信息，协调两个器官的生理功能。例如，GLP-1不仅通过增强胰岛素敏感性促进葡萄糖代谢，还作用于乳腺上皮细胞，通过激活AMPK信号通路抑制mTORC1活性，从而阻断乳腺癌细胞周期进程，减少其增殖和迁移，并与实验模型中较低的乳腺癌症发病率相关。尽管乳腺癌症在家畜生产中并非主要问题，但研究强调了GLP-1-AMPK-mTORC1信号轴，该轴调节乳蛋白合成和乳腺代谢（见4.1节），表明肠道激素通过内分泌通路同时调节肠道代谢和乳腺功能。此外，肠道分泌的激素通过影响食欲、能量代谢等功能间接调节乳腺的泌乳功能。例如，GLP-1增强胰岛素分泌和敏感性，促进葡萄糖利用和储存，从而提高乳腺上皮细胞的营养摄取效率和利用。在小鼠乳腺上皮细胞中，PYY通过与乳腺Y2受体结合抑制NF-κB通路以缓解乳腺炎症反应，同时通过中枢食欲调节减少能量摄入，间接降低乳腺脂质合成负担并影响乳腺脂质的氧化稳定性。相反，在人类和啮齿动物中，乳腺来源的瘦素（leptin）通过自分泌和旁分泌途径成为肠道黏膜屏障完整性、免疫稳态和微生物群-宿主相互作用的多靶点调节因子，瘦素信号通路失衡与炎症性肠病和代谢综合征的发病机制相关，为靶向干预提供了新的理论基础。在新生小鼠中，垂体分泌的催乳素促进乳合成，并通过血液循环作用于肠道，调节肠道上皮细胞中葡萄糖转运蛋白的表达，影响肠道对碳水化合物的吸收效率。研究表明，肠道-乳腺轴的内分泌调节通过激素介导的代谢重编程、信号通路干预和免疫代谢相互作用，实现肠道和乳腺功能的动态平衡。此外，肠道-乳腺轴的多靶点和双向调节为代谢疾病和乳腺癌症的预防和治疗提供了新的分子靶点和干预策略。

值得注意的是，上述大多数内分泌机制，特别是涉及GLP-1、PYY和瘦素的机制，最初是在非泌乳或疾病条件下的啮齿动物或人类模型中表征的。这些通路在泌乳代谢压力下的反刍动物中是否以相同的效率和调节动力学运行尚不清楚。反刍动物具有独特的消化生理（瘤胃发酵）并面临极端营养需求，这可能改变激素分泌模式、受体表达或下游信号阈值。因此，尽管核心信号通路（如AMPK-mTORC1、STAT5和NF-κB）是进化保守的，但它们对家畜泌乳性能和乳腺健康的定量贡献需要在生产相关条件下在目标物种中进行直接验证。

**3.4 免疫调节机制（Mechanisms of immunoregulation）**
肠道免疫细胞和分子不仅调节局部肠道免疫反应，还通过肠道-乳腺轴调节乳腺的免疫功能。肠道免疫发生取决于多种因素，最重要的是免疫原与肠道免疫系统之间的关系以及肠道环境的影响。例如，肠道中的益生菌通过调节肠道微生物组平衡来减少肠道炎症反应和全身免疫反应的发生率，有利于乳腺健康和泌乳功能的维持。乳汁中还含有各种免疫活性物质（如免疫球蛋白和乳铁蛋白（lactoferrin）），可增强后代免疫力并促进生长发育。近期研究发现，调节有益肠道微生物群的丰度和多样性可增强免疫调节并改善小鼠弥漫性乳腺增生。因此，肠道-乳腺轴对动物的免疫功能有重要影响。肠道到乳腺的免疫途径始于肠上皮，免疫球蛋白A（IgA）进入循环系统并迁移至乳腺组织；肠上皮中的记忆B细胞通过循环系统迁移至乳腺组织；在乳腺组织中，分泌型IgA（sIgA）通过C-C趋化因子受体10（CCR10）相互作用促进免疫细胞迁移。sIgA细胞通过乳腺上皮细胞上的多聚免疫球蛋白受体将sIgA分泌到乳汁中，从而将母体肠道免疫转化为新生儿被动免疫保护，这一过程受肠道微生物组代谢物、免疫信号和神经内分泌系统的协同调节。此外，调节肠道微生物群组成可增强免疫调节功能并改善实验模型中的乳腺增生。这些发现将在4.2节中结合原始文献进行讨论。

**3.4.1 肠道屏障免疫与微生物相互作用（Gut barrier immunity and microbial interactions）**
肠道微生物群是动物体内最大的微生态系统之一，与宿主免疫系统密切相关。肠道微生物群通过改变肠道黏膜屏障完整性、激活和分化免疫细胞以及产生免疫分子参与免疫功能和炎症的调节。研究表明，人类肠道微生物群失调可导致肠道屏障功能破坏和通透性增加，触发全身性炎症和亚临床内毒素血症，并促进病原菌从肠道迁移至乳腺，从而诱发乳腺炎。肠道微生物组与黏膜免疫系统之间的相互作用导致潜在致病性革兰氏阴性肠道细菌增加及其相关代谢改变，破坏肠道上皮免疫屏障并增加感染易感性。这些过程影响肠道健康，并通过肠道-乳腺轴直接或间接影响乳腺健康功能。益生菌可通过平衡肠道微生物组减少肠道炎症和全身免疫反应，从而有助于维持乳腺健康和泌乳。因此，肠道微生态影响乳腺健康。总之，肠道屏障作为第一道防线，整合了由肠道微生物群动态调节的物理、化学和免疫功能。该屏障的破坏不仅损害肠道健康，还通过肠道-乳腺轴使乳腺易受感染。除免疫调节外，肠道微生物群还影响乳腺上皮细胞代谢和乳蛋白合成。具体而言，肠道微生物可调节乳蛋白基因的表达和相关转录因子的活性，从而影响乳蛋白合成的数量和组成。这些机制涉及微生物代谢物信号传导和营养分配，将在4.1.1节中详细讨论并附有支持证据。

**3.4.2 肠道-乳腺轴的免疫细胞迁移（Immune cell trafficking along the gut-mammary axis）**
肠道-乳腺轴中免疫细胞和分子的传递是免疫调节机制的重要组成部分；它们通过血液或淋巴循环在肠道和乳腺之间传递信息并发挥调节作用。巨噬细胞、树突状细胞等免疫细胞在肠道中吞噬处理病原体或抗原物质，随后进入淋巴或血液循环迁移至乳腺组织，通过抗原呈递和细胞因子分泌激活乳腺局部免疫细胞，触发局部免疫反应。此外，细胞因子和趋化因子等免疫分子可通过调节免疫细胞的活化和迁移影响乳腺的炎症反应和泌乳功能。免疫细胞和分子的这些迁移过程抵御病原体攻击和感染扩散，并参与调节乳腺生理平衡和生产力。此外，炎症反应是机体对损伤或感染等刺激的防御机制；适度的炎症反应对于肠道-乳腺轴内的病原体清除和组织修复至关重要，但过度炎症会损害乳腺组织并影响泌乳性能。总之，免疫细胞，特别是IgA+浆细胞和记忆B细胞从肠道相关淋巴组织向乳腺的定向迁移由趋化因子受体如CCR10及其配体协调。这种迁移机制确保母体肠道免疫力有效转移到乳腺，随后通过乳汁传递给后代，从而在生命早期提供被动免疫保护。

**4 肠道-乳腺轴在动物生产中的调控（REGULATION OF THE GUT–MAMMARY AXIS IN ANIMAL PRODUCTION）**
**4.1 肠道-乳腺轴调节影响动物乳性能（Modulation of the gut–mammary axis affects animal milk performance）**
**4.1.1 肠道-乳腺轴调节对乳蛋白的影响（Influence of gut–mammary axis regulation on milk proteins）**
肠道微生物群落与乳腺之间的相互作用在调节乳质量和组成方面具有巨大潜力。如3.3.1节所述，肠道微生物群通过多种途径影响乳腺功能。近期研究表明，肠道微生物群可通过肠道-乳腺轴影响奶牛泌乳性能。肠道微生物影响乳腺细胞的代谢过程，改变乳蛋白基因（如αS1-酪蛋白（CSN1S1）和β-乳球蛋白（BLG））的表达水平，从而影响乳蛋白合成量。此外，肠道微生物调节乳腺细胞中与蛋白合成相关的转录因子表达，导致蛋白合成增加或其同工型比例改变。例如，在泌乳奶牛的对照剂量反应试验中，每头奶牛每天补充200g菊粉（inulin）显著增加了产奶量、乳蛋白含量和乳糖产生率，同时调节了瘤胃丙酸浓度。在同一剂量探索研究中，每天100-400g的菊粉添加量持续提高了乳蛋白和乳糖产量，其中200g/d剂量对乳蛋白的效果最显著。这些定量数据为将菊粉补充转化为实际奶牛饲喂策略提供了剂量相关参考。对于菊粉，尽管200g/d剂量持续改善乳蛋白含量，但蛋白响应的幅度因基础日粮和泌乳阶段不同而波动约0.1-0.3个百分点。菊粉对乳蛋白合成的积极影响主要归因于丙酸产量的增加，丙酸作为关键的糖异生前体，通过双重机制升高胰岛素水平：直接刺激β细胞分泌胰岛素，同时缓解游离脂肪酸和非酯化脂肪酸对胰岛素分泌的抑制作用。由此产生的高胰岛素血症被认为激活了乳腺细胞中的胰岛素/信号转导及转录激活因子5（STAT5）信号通路，导致STAT5转录因子磷酸化，这可能增强乳蛋白合成效率。另一项研究表明，肠道中丁酸弧菌（Vibrio butyricus）产生的SCFAs可通过血液循环迁移至乳腺组织，其中丁酸通过抑制组蛋白去乙酰化酶（HDACs）并激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）核受体和转录活性，间接调节乳腺细胞中乳蛋白基因（如CSN1S1、CSN2）的表观遗传修饰，从而促进奶牛乳蛋白合成。肠道微生物群落的变化可影响乳腺细胞对氨基酸的摄取和利用效率，进而影响乳清蛋白合成。补充1.5mM亮氨酸（相当于每头乳腺每天10μg）通过激活mTOR/SREBP1通路显著上调牛乳腺上皮细胞中乳清蛋白（β-乳球蛋白）和乳脂合成基因（FASN、ACC）。此外，当肠道微生态平衡得以维持时，稳定的免疫环境促进乳腺细胞分泌高质量乳蛋白。例如，硒、铜和钙补充可增强乳酸杆菌和双歧杆菌（Bifidobacterium）的丰度，这些有益菌产生SCFAs，通过Nrf2信号减弱乳腺氧化应激，从而恢复免疫稳态，促进奶牛高质量乳蛋白的合成。

**4.1.2 肠道-乳腺轴调节对乳脂的影响（Effect of gut-mammary axis regulation on milk fat）**
肠道微生物可调节乳腺细胞中脂肪酸合酶的活性，从而改变饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比例，进而影响乳脂组成。例如，在人类模型中，乳酸菌通过其表达的亚油酸异构酶将膳食亚油酸（LA）转化为顺式-9，反式-11-共轭亚油酸（c9, t11-CLA），显著提高乳脂中CLA含量。在泌乳奶牛的对照饲喂试验中，补充含嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）的发酵饲料使乳CLA含量增加20%-30%。CLA是一种具有改善乳质量多种生理功能的不饱和脂肪酸。一些益生菌促进CLA产生，例如乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）通过发酵亚油酸产生CLA异构体，在优化条件下增加乳脂中c9,t11-CLA的百分比。双歧杆菌也通过类似途径合成CLA，并通过乳汁传递调节婴儿脂质代谢。甘油三酯是乳脂的主要形式，肠道微生物可通过影响乳腺细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）信号通路等相关通路改变甘油三酯的合成和分泌。值得注意的是，肠道微生物与宿主代谢途径之间的协同作用不仅限于基因表达调控，还可能通过改善宿主代谢状态间接优化乳脂合成环境。Yohe等人[98]发现，补充酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）可维持消化道微生态平衡，改善宿主代谢状态，从而增加奶牛产奶量和乳脂含量。

**4.1.3 肠道-乳腺轴调节对其他乳成分的影响（Influence of gut-mammary axis modulation on other milk components）**
乳糖合成相对稳定，但肠道微生物对乳腺细胞代谢的调节可间接影响乳糖合成。例如，微生物调节的能量代谢变化可影响乳糖合成关键酶的活性。一些肠道微生物可合成维生素，如维生素K和B族。因此，这些微生物可通过调节其在奶牛肠道中的可用性或合成来间接影响乳中的维生素水平。例如，牛肠道中的双歧杆菌等益生菌合成维生素B12，其在肠道中丰度的变化影响乳中维生素B12水平。然而，肠道合成的B12对乳中维生素B12含量的定量贡献仍不明确。此外，肠道微生物可影响乳的矿物质含量。一些肠道微生物产生有机酸，降低肠道pH值，促进钙、磷等矿物质的溶解和吸收，这些吸收的矿物质随后通过血流运输至乳腺细胞，最终影响其在乳中的浓度。

**4.1.4 肠道-乳腺轴策略调节乳性能（Modulation of milk performance by gut-mammary axis strategies）**
在家畜生产中，战略性调整饲喂管理可有效调节肠道-乳腺轴和肠道健康，从而改善产奶量和质量。为比较不同调节策略的效果，总结了关键研究结果。这些策略通过多种途径改善乳质量，包括靶向肠道/乳腺微环境（如菊粉和唾液乳杆菌（Lactobacillus salivarius）），而其他策略增强营养底物利用（如溶血磷脂（LPL）和豆油+硬脂酰乳酸钠（SO+SSL））。未来开发靶向肠道-乳腺轴的精准营养策略应优先考虑基于SCFAs的制剂以增强STAT5介导的乳蛋白合成、工程益生菌群落用于物种特异性微生物群调节，以及实时监测免疫代谢生物标志物以动态创建干预措施。这些综合方法将先前研究转化为针对家畜生产系统的定制解决方案。

**4.2 肠道-乳腺轴调节对乳腺健康的影响（Impact of gut–mammary axis regulation on mammary gland health）**
乳中的体细胞数（somatic cell count, SCC）反映乳腺的功能和免疫状态，肠道微生物可调节和改善奶牛乳中的体细胞数。稳定肠道微生物群落可调节乳腺上皮细胞相关蛋白的表达，增强病原体识别和清除，并调节炎症信号通路，从而控制体细胞数。例如，在金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）诱导的乳腺炎小鼠模型中，鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）通过激活乳腺巨噬细胞的吞噬活性并上调抗炎因子IL-10的表达，显著降低乳中体细胞数。丁酸梭菌（Clostridium butyricum）产生的丁酸通过抑制TLR4/NF-κB通路降低亚临床型乳腺炎奶牛的体细胞数。此外，微生物在蛋白质和脂肪代谢中发挥作用，确保奶牛营养和乳腺健康，并调节应激激素分泌和保护肠道屏障以减轻应激影响，从而降低体细胞数。有益微生物增强巨噬细胞和中性粒细胞活性，调节抗炎和促炎因子的分泌，促进乳中体细胞数正常化。例如，膳食补充SCFAs可降低体细胞数并减轻LPS诱导的奶牛炎症反应，但效应大小在不同研究中存在差异。其潜在机制涉及抑制NLRP3信号通路，如3.3.1节所述。例如，双歧杆菌通过激活奶牛肠道中的树突状细胞并促进调节性T细胞（Tregs）的分化，从而抑制乳腺过度炎症反应，降低乳中体细胞数。两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）通过激活肠道树突状细胞，促进Tregs分化，抑制奶牛乳腺过度炎症反应，降低体细胞数。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）通过分泌抗菌肽直接抑制无乳链球菌（Streptococcus agalactiae）的增殖，降低乳腺感染风险，使奶牛体细胞数降低。此外，营养调节可通过肠道-乳腺轴途径促进肠道微生态平衡并减少乳腺炎症反应。值得注意的是，益生菌制剂（如干酪乳杆菌Zhang（Lactobacillus casei Zhang）和植物乳杆菌P-8（Lactobacillus plantarum P-8））可通过维持肠道微生物组稳态、增加产奶量、改善乳质量并显著降低乳中体细胞数来促进奶牛健康。

基于肠道-乳腺轴调节改善乳腺健康的递送机制，已在畜牧业中推广以下应用策略。可通过监测肠道微生物组的动态变化构建乳腺炎早期预警模型。He等人[14]发现，肠道微生物群失调可通过激活钙-ROS-AMPK-mTOR通路诱导小鼠乳腺炎，且丰度升高的细菌可作为高风险信号。在实践中，奶牛场可筛选粪便中的标志微生物，结合机器学习算法预测乳腺炎发生概率（据报道预测准确率在94%-98%之间），从而靶向调节肠道-乳腺轴以降低发病率和体细胞数。这些技术的试点研究已在欧美牧场进行，平均可减少约12%-15%的经济损失。基于肠道-乳腺轴调节改善乳腺健康，本研究综合了选定研究的数据。

**4.3 肠道-乳腺轴的垂直传递改善后代性能和健康（Vertical transmission along the gut–mammary axis improves offspring performance and health）**
**4.3.1 动物乳对幼崽肠道健康的影响（Effect of animal milk on the intestinal health of young animals）**
初乳富含免疫相关因子，免疫球蛋白是关键成分。初乳含有相对高水平的免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）和免疫球蛋白M（IgM），占初乳总蛋白的70%-80%。这些免疫球蛋白可被后代肠道直接吸收进入循环，在免疫系统发育期间提供被动免疫。IgG可与病原体表面的抗原结合，激活补体系统，促进吞噬细胞对病原体的吞噬和清除，从而为后代提供即时免疫保护。Donald等人[146]发现，乳分泌型免疫球蛋白A（sIgA）通过调节肠道微生物群增强仔猪的被动免疫。