SCI CHINA LIFE SCI | Ribo-seq应用：宗鑫团队发现断奶应激改写免疫翻译的新机制

早期断奶应激是仔猪生命早期面临的一项关键生理挑战，往往伴随着系统性免疫激活与代谢稳态失调。研究表明，断奶应激会导致仔猪肠道菌群结构发生剧烈重塑，进而影响宿主整体生理健康。

在免疫细胞功能调控中，巨噬细胞通过协调转录与翻译程序的重编程来满足剧增的功能性需求。蛋白质翻译的精确调控是决定免疫细胞功能的重要机制，它能够整合上游应激信号以动态调控蛋白质合成。

近年来，肠道菌群与宿主基因表达及翻译之间的互作关系逐渐成为生物学研究的热点领域。尽管如此，菌群介导的密码子偏好性改变是否在应激引起的免疫应答中调节翻译效率，目前尚不清楚。

2026年10月16日，浙江大学宗鑫团队在SCIENCE CHINA Life Sciences上发表了题为“Weaning stress reprograms immune translation through GC biased codon usage in piglets with gut microbiota dysbiosis”的研究论文。该研究发现断奶应激通过改变肠道微生物群组成，诱导宿主免疫细胞发生GC偏好性密码子使用偏移，进而增强了关键免疫基因的翻译效率。

文章索引

【标题】Weaning stress reprograms immune translation through GC biased codon usage in piglets with gut microbiota dysbiosis

【发表期刊】SCIENCE CHINA Life Sciences

【发表日期】2026年10月16日

【作者及团队】浙江大学宗鑫团队

【IF】9.6

研究结果

一、断奶应激诱导外周血单个核细胞的转录组重塑

研究通过RNA-seq分析发现，断奶应激导致外周血单个核细胞（PBMCs）发生广泛的转录组重构。

差异表达基因主要富集在免疫相关通路及核糖体蛋白组装等翻译相关功能中，表明应激状态下机体通过激活免疫程序并抑制代谢通路来应对环境挑战。

二、断奶应激驱动免疫基因的选择性翻译重编程

通过整合Ribo-seq核糖体印迹分析与RNA-seq数据，研究揭示了翻译效率（TE）的广泛改变。

结果显示，尽管整体核糖体占有率变化不大，但免疫相关基因（如CD82、CCL25和TNFSF13）的翻译效率显著升高，证实了翻译水平的调控在应激免疫激活中起关键作用。

三、断奶应激导致密码子使用偏好向GC富集偏移

分析发现，断奶应激使PBMCs中的密码子使用偏好发生改变，特别是第三位密码子（GC3）的GC含量显著增加。

这种密码子使用偏好的重分布与免疫基因翻译效率的提升密切相关，提示密码子组成可能是调节应激下蛋白质合成速率的分子基础。

四、肠道菌群失调与宿主免疫基因翻译增强存在关联

16S核糖体核糖核酸（16S rRNA）测序显示，断奶应激显著降低了肠道菌群的α多样性并改变了菌群结构。

相关性分析表明，断奶后扩张的菌属（如梭杆菌属和链球菌属）与关键免疫基因的翻译效率呈正相关，暗示菌群失调可能通过代谢或信号通路影响宿主翻译。

五、肠道菌群表现出与宿主一致的GC富集密码子使用偏好

对肠道菌群的密码子使用分析发现，断奶应激组的微生物群落表现出向GC3富集密码子使用的趋势。

这种微生物层面的密码子偏好改变与宿主免疫细胞的密码子使用模式具有协同性，进一步支持了微生物与宿主在翻译调控层面的潜在共进化特征。

六、密码子协同进化与氨基酸敏感的免疫调节

跨物种密码子使用分析显示，宿主与肠道菌群在缬氨酸、谷氨酸和赖氨酸的密码子偏好上表现出高度一致性。

细胞实验证实，补充这些氨基酸可调节脂多糖（LPS）诱导的炎症反应，表明菌群驱动的密码子偏好改变可能通过影响氨基酸代谢进而调控宿主免疫基因的翻译。

总结

本研究通过整合多组学分析，揭示了断奶应激通过肠道菌群失调诱导宿主免疫细胞发生密码子使用偏好向GC富集方向的重编程，从而增强了免疫基因的翻译效率。该机制不仅阐明了微生物与宿主在翻译调控层面的交互逻辑，也为缓解断奶应激带来的免疫损伤提供了潜在的营养干预策略。