中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所印遇龍院士團隊在桃源黑豬肌肉-脂肪組織互作調控脂肪沉積機制取得新進展，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肌肉-脂肪組織互作的機制。相關研究成果以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和消費國。桃源黑豬原產于湖南省桃源縣，是中國特有的脂肪型地方品種豬，與瘦肉型杜洛克豬相比，具有更高的肌內脂肪含量和慢肌纖維占比，以優(yōu)良的肉品質著稱，同時具有更豐富的外周脂肪沉積。調控桃源黑豬的脂肪沉積，在降低外周脂肪的同時提高肌內脂肪含量，具有較高的經濟價值。同時，挖掘和利用我國地方豬種質資源，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行非靶向代謝組學分析，結合脂肪沉積表型數(shù)據(jù)，研究人員首先確定了桃源黑豬脂肪沉積和肉品質形成的“窗口期”為120至180日齡。代謝組與轉錄組聯(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、脂質和氨基酸蛋白質代謝相關通路。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物。
結合HMDB數(shù)據(jù)庫中代謝物細胞亞定位的注釋信息篩選出與肌內脂肪含量顯著相關的分泌型差異代謝物，其中有機酸類代謝物（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）與肌內脂肪呈現(xiàn)顯著的負相關，脂類代謝物（2-Hydroxyisovaleric acid、肉堿）則與肌內脂肪呈現(xiàn)顯著的正相關。
本研究從代謝物介導肌肉-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制，為豬脂肪沉積和肉品質營養(yǎng)調控提供了潛在的日糧添加劑和干預靶點，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基金委創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點項目、國家生豬產業(yè)技術體系、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脂肪顯著相關
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