云南农业大学教授入选省中青年学术和技术带头人后备人才项目、在顶级期刊(IF=16.6)再发研究成果

近日，云南农业大学动物科学技术学院曹振辉教授团队携手云南民族大学及公安部昆明警犬基地，在国际微生物学权威期刊《Microbiome》（五年影响因子16.6）上发表了最新研究成果。该研究题为“Characterization of age-related changes in the gut microbiome and metabolome of Kunming dogs and their associations with police performance”，深入探讨了我国自主培育的优良工作犬种昆明犬，其警用能力随年龄变化的生物学机制。

昆明犬凭借敏锐的嗅觉、卓越的记忆力以及极高的忠诚度，长期活跃于公安、军队、海关及救援一线，在搜毒、搜爆、气味鉴别及反恐等关键任务中发挥着不可替代的作用。然而，长期以来，关于能否通过“微生物-肠-脑轴”这一途径来提升昆明犬的警用性能，以及其背后的潜在机制，学界尚缺乏确凿证据。为此，研究团队综合运用扩增子测序、宏基因组学及非靶代谢组学等多组学技术，对涵盖幼犬、青年犬、成年犬至老年犬全生命周期的昆明犬肠道微生态及代谢物进行了系统性追踪与分析。

研究发现，昆明犬的警用表现与其肠道微生态的健康状况存在显著的同步性。多维度行为学评估显示，昆明犬的警用性能在青年时期达到巅峰，随后随着年龄增长呈现明显的衰退趋势；与此同时，其肠道微生物群落的多样性与稳定性也表现出一致的年龄依赖性下降特征。进一步的宏基因组分析揭示，在幼年及青年犬肠道中显著富集的嗜酸乳杆菌、约氏乳杆菌、罗伊氏黏液乳杆菌、动物联合乳杆菌以及 Muribaculum gordoncarteri 等有益菌种，携带了参与GABA能及谷氨酸能突触通路的关键功能基因。这些菌种的丰度与犬只的胆量、兴奋性、衔取欲望及嗅觉敏锐度等核心警用指标呈显著正相关。

代谢组学数据为上述发现提供了有力佐证。研究显示，不同年龄段昆明犬的肠道差异代谢物主要富集在神经活性配体 - 受体互作通路中，其中GABA、组胺和酪胺等神经递质前体或代谢产物，与前述有益菌种及警用性能均表现出显著的正相关性。

这一结果从代谢层面证实，“微生物-肠-脑轴”确实是调控工作犬警用性能的重要潜在机制。值得注意的是，研究还观察到老年昆明犬肠道内出现了放线菌门、消化梭菌属和布劳特氏菌属的异常增殖，并伴随GABA能系统功能的衰退。这种菌群失调及神经递质传输障碍的特征，与人类阿尔茨海默症及痴呆症患者的病理表现高度一致，提示昆明犬可作为研究人类神经退行性疾病的重要动物模型。

该项研究不仅系统阐明了昆明犬肠道菌群及其代谢谱随年龄演变的动态规律，更揭示了特定功能菌种如何通过产生神经递质与调控物质来增强工作犬的作业能力。这一突破为未来通过靶向调控肠道微生态以提升工作犬效能开辟了全新路径，同时也为利用犬类模型探索人类认知衰退机制提供了坚实的理论支撑。

该论文由云南农业大学曹振辉教授、云南民族大学林秋叶教授及公安部昆明警犬基地李杰研究员共同通讯，动科院徐乐博士、博士研究生刘琛、陈诗宇以及昆明警犬基地毛爱国副研究员为共同第一作者。