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为探究肠道细胞外囊泡(EVs)对猪脂质代谢的调控机制,来自华南农业大学的研究人员对兰塘仔猪和长白仔猪的空肠 EVs 进行研究。结果发现,不同品种仔猪空肠 EVs 对脂质代谢调控存在差异,miR-30b-5p 通过 FMO3 信号通路参与其中,为改善猪肉品质提供了新依据。
在人们的饮食中,猪肉是极为重要的蛋白质来源,其品质备受关注。衡量猪肉品质的关键指标之一便是肌内脂肪含量,它不仅影响肉的口感,还关乎其营养价值。随着养猪业生产模式的转变和遗传育种技术的发展,如何调控猪的脂肪代谢,让脂肪在合适的部位沉积,成为提升猪肉品质的关键难题。此前,虽然知道肠道在脂质吸收和代谢调节中发挥着重要作用,细胞外囊泡(EVs)也参与多种组织间的信号传递,但肠道 EVs 究竟如何影响猪的脂质代谢和脂肪沉积,一直是个未解之谜。
为了攻克这一难题,华南农业大学的研究人员展开了深入研究。他们希望通过探索肠道 EVs 在猪脂质代谢中的作用机制,为改善猪肉品质、实现猪脂肪的精准调控提供理论依据。经过不懈努力,研究人员发现空肠来源的 EVs 在调节脂质代谢方面起着关键作用,且肥胖仔猪(兰塘仔猪)的 EVs 调节效果更为显著。同时,像 miR-30b-5p 这样的微小核糖核酸(miRNA)在不同品种猪的肠道 EVs 中表达不同,这可能是决定脂质沉积表型差异的关键因素。该研究成果发表在《Journal of Animal Science and Biotechnology》上,为猪脂肪代谢调控领域带来了新的曙光。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,他们从兰塘和长白仔猪中采集样本(包括血液、空肠组织、脂肪组织等)。然后,利用超速离心等方法分离并鉴定肠道 EVs。接着,通过 RNA 测序分析 EVs 中的 miRNA,还运用双荧光素酶报告基因实验验证 miRNA 与靶基因的靶向关系,借助 Western blot 分析相关蛋白的表达水平。
研究结果如下:
- 兰塘和长白仔猪脂质代谢差异比较:长白仔猪出生 3 天后体重显著高于兰塘仔猪。兰塘仔猪血清中甘油三酯(TG)和总胆固醇(T-CHO)水平更高;兰塘仔猪空肠组织中 CD36 蛋白表达更高,而长白仔猪脂肪组织中 PPARγ 和 C/EBPα 蛋白表达更高。此外,28 日龄时,两种仔猪空肠微生物群在 OTU 数量、优势菌群比例及功能预测方面存在差异,这些差异与脂质代谢等多种代谢途径相关。
- 空肠 EVs 的分离与鉴定:研究人员成功从 3 日龄兰塘和长白仔猪空肠中分离出 EVs。电子显微镜观察显示其具有囊泡结构,Western blot 分析表明所分离的 EVs 含有特征蛋白,且两者平均粒径无显著差异。
- LT-EVs 和 LD-EVs 对脂质代谢的调节:PKH67 标记实验表明,猪原代前脂肪细胞对两种仔猪的空肠 EVs 摄取能力无差异。但 LT-EVs 能诱导猪原代前脂肪细胞中脂质滴数量增加,增强脂质分化相关蛋白表达,提高 TG 含量,说明不同品种仔猪空肠 EVs 在脂质代谢调节上存在差异。
- LT-EVs 和 LD-EVs 的 miRNA 测序分析:对空肠 EVs 进行热处理后发现,热稳定的 miRNA 可能介导脂质代谢调节。测序结果显示,两种仔猪空肠 EVs 中 miRNA 表达存在显著差异,GO 和 KEGG 分析表明这些差异 miRNA 参与多种代谢途径的调节。
- 肠道 EVs 来源的 miR-30b-5p 参与脂质代谢调节:研究发现 miR-30b-5p 和 miR-30d 在兰塘和长白仔猪空肠组织及 EVs 中表达不同。转染实验表明,miR-30b-5p mimic 能降低猪原代脂肪细胞的 TG 含量和脂质滴数量,其通过靶向 FMO3 基因调节脂质代谢,且 FMO3 参与肠道 EVs 介导的脂质沉积调节。
综合研究结论和讨论部分,该研究首次详细阐述了 miR-30b-5p 在猪脂质代谢调控中的作用机制,揭示了不同脂肪沉积类型仔猪肠道 EVs 中 miR-30b-5p 的差异表达,及其通过 FMO3 信号通路参与脂质分解过程。这不仅丰富了人们对猪脂质代谢调控的认知,更为改善猪肉品质、实现猪脂肪区域沉积的精准调控提供了全新的理论依据和潜在靶点,对推动养猪业发展具有重要意义。