中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所印遇龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)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(guó)地方脂肪型桃源黑豬與瘦肉型杜洛克豬背最長(zhǎng)肌的代謝差異，解析了肌肉來(lái)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(guó)際高水平期刊SCIENCECHINA Life Sciences。印遇龍?jiān)菏亢屠铠P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(guó)是世界上最大的豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。桃源黑豬原產(chǎn)于湖南省桃源縣，是中國(guó)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(shí)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(shí)提高肌內(nèi)脂肪含量，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。同時(shí)，挖掘和利用我國(guó)地方豬種質(zhì)資源，對(duì)實(shí)現(xiàn)種業(yè)振興具有重要的意義。肌肉和脂肪組織同時(shí)是重要的代謝和分泌器官，肌肉和脂肪組織之間通過(guò)分泌因子進(jìn)行對(duì)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(dòng)物模型。

該研究通過(guò)對(duì)不同日齡桃源黑豬和杜洛克豬的背最長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)肌的特異性代謝產(chǎn)物。

結(jié)合HMDB數(shù)據(jù)庫(kù)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(píng)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(guó)脂肪型豬種與外來(lái)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(yíng)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(duì)以豬為動(dòng)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(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、長(zhǎng)沙市重大專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。

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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(lái)源差異分泌型代謝物與肌內(nèi)脂肪顯著相關(guān)