Молекулярно-биологическая характеристика микробиоценоза кишечника собак, находящихся на смешанном питании

Метабаркодинговые исследования кишечника домашних животных являются актуальными для ветеринарии. Влияние кормов и пищевых добавок на его микробиом кишечника имеет как прикладную, так и фундаментальную значимость и демонстрирует стимулирование роста различных групп бактерий. Целью нашей работы является изучение влияния отечественного полнорационного корма Дилли на микробное сообщество кишечника собак питомника г. Иркутска. Состав микробиома определяли у 12 животных разного возраста с помощью секвенирования ампликонов V3-V4 региона 16S рРНК на Illumina MiSeq. Коэффициенты разнообразия применяли для оценки богатства и представленности бактериальных ОТЕ, а непараметрический критерий Манна-Уитни (парный тест, p≤0,05) использовали для оценки достоверности разницы процентного содержания ОТЕ у различных физиологических групп. Всего получено 147150 последовательностей фрагмента гена 16S рРНК. Доминирующими являлись бактерии филумов Firmicutes, Actinobacteriota, Bacteroidota, Proteobacteria. У исследуемых животных почти отсутствовали бактерии Fusobacteriota – маркеры диеты с преобладанием сырого мяса (хищничества). Филум Firmicutes включал бактерий пяти семейств. Самым многочисленным семейством среди фирмикут были бактерии Lactobacillaceae. Среди бактерий Actinobacteriota наблюдали представителей семи семейств, из которых доминировали Bifidobacteriaceae. Протеобактерии порядка Enterobacterales и Burkholderiales составляли малую долю от всего сообщества, и зависели от возраста животного. Результаты исследований в перспективе могут быть использованы для расширения знаний о процессе пищеварения у всеядного животного рода волков. У этих животных достаточно пластичный микробиом, который имеет несколько вариантов нормального состава. В микробных сообществах кишечника собак, потребляющих в пищу корма, содержащие грубые пищевые волокна, преобладали молочнокислые бактерии. В свою очередь, молочнокислые бактерии редуцировали численность Fusobacteriota. 

1. Pereira A.M. et al. Dogs’ microbiome from tip to toe / A.M. Pereira, A. Clemente // Top Companion Anim Med. 2021. 45. P. 100584.

2. Garrigues Q. et al. Gut microbiota development in the growing dog: A dynamic process influenced by maternal, environmental and host factors / Q. Garrigues, E. Apper, S. Chastant, H. Mila // Front. Vet. Sci. 2020. 9. P. 964649. doi: 10.3389/fvets.2022.964649

3. Benno Y. et al. Impact of the advances in age on the gastrointestinal microflora of beagle dogs / Y. Benno, H. Nakao, K. Uchida, T. Mitsuoka // J Vet Med Sci. 1992. 54(4). P. 703. doi: 10.1292/jvms.54.703.

4. Сухинин А.А. Генетическое разнообразие бактерий кишечника крупного рогатого скота, выявленное с помощью высокопроизводительного секвенирования / А.А. Сухинин, А.Ю. Краснопеев, А.С. Горшкова [и др.] // Международный вестник ветеринарии. 2022. № 3. С. 27-36. DOI 10.52419/issn2072-2419.2022.3.27.

5. Suchodolski J. et al. Analysis of bacterial diversity in the canine duodenum, jejunum, ileum, and colon by comparative 16S rRNA gene analysis / J. Suchodolski, J. Camacho, J.M. Steiner // FEMS Microbiol Ecol. 2008. 66. P. 567. doi: 10.1111/j.1574–6941.2008.00521.x.

6. Middelbos I.S. et al. Phylogenetic Characterization of Fecal Microbial Communities of Dogs Fed Diets with or without Supplemental Dietary Fiber Using 454 Pyrosequencing / I.S. Middelbos, B.M. Vester Boler, A. Qu, B.A. White, K.S. Swanson, G.C. Jr Fahey / PLoS ONE. 2010. 5(3). P. 9768. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009768

7. Lin Ch.-Y. et al. Longitudinal fecal microbiome and metabolite date demonstrate rapid shifts and subsequent stabilization after an abrupt dietary change in healthy adult dogs / Ch.-Y. Lin, J. Aashish, P. Oba // J. Animal Mi-crobiome. 2020. 46(4) DOI: 10.1186/s42523-022-00194-9

8. Suchodolski J. Analysis of the gut microbiome in dogs and cats. Vet Clin Pathol. 2022. 50. P. 6. https://doi.org/10.1111/vcp.13031

9. Vazquez-Baeza E.R. et al. Dog and human inflammatory bowel disease rely on overlapping yet distinct dysbiosis networks / E.R. Vazquez-Baeza, J.S Hyde, Knight R. Suchodolski // Nat Microbiol. 2016. 1. P. 16177

10. Pilla R. et al. The Role of the Canine Gut Microbiome and Metabolome in Health and Gastrointestinal Disease / R. Pilla, J.S. Suchodolski // Front. Vet. Sci. 2020. 6. P. 498.

11. Pilla R. et al. The Gut Microbiome of Dogs and Cats, and the Influence of Diet / R. Pilla, J.S. Suchodolski // Veter Clin. N. Am. Small Anim. Pract. 2021. 51. P. 605.

12. Alshawaqfeh M.K. et al. A dysbiosis index to assess microbial changes in fecal samples of dogs with chronic inflammatory enteropathy / M.K. Alshawaqfeh, B. Wajid, Y. Minamoto // FEMS Microbiol Ecol. 2017. 93 (11).

13. Крылова И.О. и др. Индикаторные микроорганизмы-контаминанты кишечного микробиома щенков бельгийской овчарки (малинуа) / И.О. Крылова, Ю.Р. Садыкова // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2020. Вып. 4. С. 303-311. DOI: 10.17072/1994-9952-2020-4-303-311.

14. Крылова И.О. и др. Оценка состояния кишечного микробиома служебных собак по индексу колонизационной резистентности / И.О. Крылова, Ю.Р. Садыкова // Проблемы медицинской микологии. 2021. Т.23 (2). С. 97.

15. Дуняшев Т.П. и др. Влияние пробиотика профорт® на микробиом кишечника собак / Т.П. Дуняшев, Т.Н. Ромадина, Д.Г. Тюрина, Л.А. Ильина, Ю.Е. Кузнецов // Ветеринария. 2022. №7. С. 51-54.

16. Callahan B. et al. High-resolution sample inference from Illumina amplicon data / B. Callahan, P. McMurdie, M. Rosen, A.W. Han, A.J.A. Johnson, S.P. Holmes // Nat. Methods 2016. 13. P. 581.

17. Quast C. et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: Improved data processing and web-based tools / C. Quast, E. Pruesse, P. Yilmaz, J. Gerken, T. Schweer, P. Yarza, J. Peplies, F.O. Glöckner // Nucleic Acids Res. 2013. 41. P. 590.

18. Schloss, P.D. et al. Introducing mothur: Open-source, platform-independent, community-supported software for describing and comparing microbial communities / P.D. Schloss, S.L. Westcott, T. Ryabin, J.R. Hall, M. Hartmann, E.B. Hollister, R.A. Lesniewski, B.B. Oakley, D.H. Parks, C.J. Robinson // Appl. Environ. Microbiol. 2009. 75. P. 7537.

19. Lyu T. et al. Changes in feeding habits promoted the differentiation of the composition and function of gut microbiotas between domestic dogs (Canis lupus familiaris) and gray wolves (Canis lupus) / T. Lyu, G. Liu, H. Zhang, L. Wang, S. Zhou, H. Dou // AMB Exp. 2018. 8. P. 123. doi: 10.1186/s13568-018-0652-x.

20. Amitay E.L. et al. Fusobacterium and colorectal cancer: causal factor or passenger? Results from a large colorectal cancer screening study / E.L. Amitay, S. Werner, M. Vital // Carcinogenesis. 2017. 38(8). P. 781.

21. Liu X. et al. Blautia – a new functional genus with potential probiotic properties? / X. Liu, B. Mao, J. Gu, J. Wu, S. Cui, G. Wang, J. Zhao, H. Zhang, W. Chen // Gut Microbes. 2021. 13. P. 1. DOI: 10.1080/19490976.2021.1875796

22. Lynch J.B. et al. Gut microbiota Turicibacter strains differentially modify bile acids and host lipids / J.B. Lynch, E.L. Gonzalez, K. Choy // Nat Commun. 2023. 14. P. 3669 https://doi.org/10.1038/s41467-023-39403-7

23. Zhang Z. et al. The effects of Lactobacillus johnsonii on diseases and its potential applications / Z. Zhang, L. Zhao, J. Wu, Y. Pan, G. Zhao, Z. Li, L. Zhang // Microorganisms. 2023. 11. P.2580. https://doi.org/10.3390/microorganisms11102580

24. Kim D.-H. et al. Modulation of the intestinal microbiota of dogs by kefir as a functional dairy product / D.-H. Kim, D. Jeong, I.-B. Kang, H.-W. Lim, Y. Cho, K.-H. Seo // Journal of Dairy Science. 2019. V. 102 (5). P. 3903.