中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所印遇龍院士團(tuán)隊在桃源黑豬肌肉-脂肪組織互作調(diào)控脂肪沉積機(jī)制取得新進(jìn)展，揭示了不同日齡中國地方脂肪型桃源黑豬與瘦肉型杜洛克豬背最長肌的代謝差異，解析了肌肉來源的分泌型代謝物介導(dǎo)肌肉-脂肪組織互作的機(jī)制。相關(guān)研究成果以Metabolome and RNA-seq reveal discrepant metabolism and secretory metabolism profile in skeletal muscle between obese and lean pigs at different ages為題發(fā)表于國際高水平期刊SCIENCECHINA Life Sciences。印遇龍院士和李鳳娜研究員為該文的通訊作者，博士研究生郭鎏為該文的第一作者。
中國是世界上最大的豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)國。桃源黑豬原產(chǎn)于湖南省桃源縣，是中國特有的脂肪型地方品種豬，與瘦肉型杜洛克豬相比，具有更高的肌內(nèi)脂肪含量和慢肌纖維占比，以優(yōu)良的肉品質(zhì)著稱，同時具有更豐富的外周脂肪沉積。調(diào)控桃源黑豬的脂肪沉積，在降低外周脂肪的同時提高肌內(nèi)脂肪含量，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。同時，挖掘和利用我國地方豬種質(zhì)資源，對實現(xiàn)種業(yè)振興具有重要的意義。肌肉和脂肪組織同時是重要的代謝和分泌器官，肌肉和脂肪組織之間通過分泌因子進(jìn)行對話，也被稱為“肌-脂互作軸”。分泌型代謝物作為肌-脂互作的重要媒介，能夠調(diào)控肌肉分化、代謝穩(wěn)態(tài)和脂肪沉積。因此，桃源黑豬和杜洛克豬也是研究肌-脂互作機(jī)制和代謝性疾病的理想動物模型。
該研究通過對不同日齡桃源黑豬和杜洛克豬的背最長肌組織進(jìn)行非靶向代謝組學(xué)分析，結(jié)合脂肪沉積表型數(shù)據(jù)，研究人員首先確定了桃源黑豬脂肪沉積和肉品質(zhì)形成的“窗口期”為120至180日齡。代謝組與轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析揭示“窗口期”日齡與品種間背最長肌代謝差異主要富集在能量、脂質(zhì)和氨基酸蛋白質(zhì)代謝相關(guān)通路。隨后鑒定了數(shù)十種180日齡桃源黑豬背最長肌的特異性代謝產(chǎn)物。
結(jié)合HMDB數(shù)據(jù)庫中代謝物細(xì)胞亞定位的注釋信息篩選出與肌內(nèi)脂肪含量顯著相關(guān)的分泌型差異代謝物，其中有機(jī)酸類代謝物（富馬酸、琥珀酸、蘋果酸、γ-氨基丁酸）和氨基酸類代謝物（L-谷氨酸、L-賴氨酸）與肌內(nèi)脂肪呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)，脂類代謝物（2-Hydroxyisovaleric acid、肉堿）則與肌內(nèi)脂肪呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)。
本研究從代謝物介導(dǎo)肌肉-脂肪組織互作的角度，系統(tǒng)解析了中國脂肪型豬種與外來瘦肉型豬種肌肉代謝間的差異與機(jī)制，為豬脂肪沉積和肉品質(zhì)營養(yǎng)調(diào)控提供了潛在的日糧添加劑和干預(yù)靶點(diǎn)，也對以豬為動物模型研究肥胖等代謝性疾病提供了重要的理論參考。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項目、國家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、長沙市重大專項等項目的資助。
文章摘要圖
“窗口期”日齡和品種間能量代謝差異代謝物和基因
肌肉來源差異分泌型代謝物與肌內(nèi)脂肪顯著相關(guān)
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