MFAP5通过调控脂肪前体细胞向纤维细胞谱系转化增强仔猪耐寒能力的研究

本研究针对猪缺乏经典棕色脂肪组织但存在UCP1非依赖性产热机制的科学问题，通过整合单核RNA测序(snRNA-seq)和转录组测序(RNA-seq)技术，发现背侧皮下脂肪组织在冷应激下具有显著产热潜力，并鉴定出细胞外基质微纤维相关糖蛋白编码基因MFAP5的关键调控作用。研究表明MFAP5通过Hippo信号通路抑制脂肪生成、促进纤维化谱系分化并增强线粒体生物合成，为解析猪耐寒适应的分子机制提供了新见解。

　　

在畜牧业生产中，仔猪对低温环境异常敏感，寒冷应激会导致生长迟缓甚至死亡。虽然已知哺乳动物主要通过棕色脂肪组织(BAT)进行非颤抖性产热，但猪这类家畜却缺乏典型的BAT。近年研究发现，猪脂肪细胞可通过解偶联蛋白1(UCP1)非依赖途径产热，然而这种特殊产热脂肪细胞的发育过程与调控机制始终是未解之谜。

南京农业大学马向费等研究者发表在《Journal of Integrative Agriculture》的研究，首次系统揭示了猪背侧皮下脂肪组织在冷应激下的动态重塑特征及其分子调控网络。通过建立冷应激仔猪模型，研究者观察到背侧皮下脂肪出现显著的纤维化沉积现象。整合snRNA-seq和RNA-seq技术，鉴定出细胞外基质蛋白MFAP5（Microfibril-associated glycoprotein 5）是该过程的关键调控因子。

关键技术包括：建立冷应激仔猪实验模型；背侧皮下脂肪组织的单核RNA测序(snRNA-seq)和转录组测序(RNA-seq)；MFAP5过表达和条件培养基处理实验；线粒体生物生成检测；Hippo信号通路活性分析等。

【冷应激诱导脂肪组织重塑】研究发现冷暴露显著增强猪背侧皮下脂肪的纤维化程度，组织学分析显示细胞外基质重构特征，提示脂肪前体细胞可能发生谱系转换。

【MFAP5的鉴定与功能】通过测序数据联合分析锁定MFAP5为关键调控因子。该基因编码的微纤维相关糖蛋白在冷应激组表达显著上调，生物信息学预测其参与细胞命运决定过程。

【细胞谱系重编程机制】实验证实MFAP5过表达和条件培养基可双重抑制脂肪前体细胞分化：一方面阻断脂肪生成关键转录因子PPARγ的表达，另一方面激活纤维化标志物α-SMA和胶原蛋白的表达。值得注意的是，这些纤维化细胞同时表现出增强的线粒体生物合成能力。

【Hippo通路介导调控】机制研究表明，MFAP5通过激活Hippo信号通路效应分子YAP/TAZ，进而调控下游靶基因表达。使用Hippo通路抑制剂可逆转MFAP5诱导的细胞表型转变。

该研究首次阐明MFAP5-Hippo信号轴在猪脂肪组织冷适应中的核心作用：通过促进脂肪前体细胞向纤维化谱系转化，同时增强其线粒体产能能力，形成独特的UCP1非依赖性产热模式。这一发现不仅填补了家畜适应性产热理论空白，为抗寒育种提供新靶点，也为人类代谢疾病研究提供了跨物种参考。研究者特别指出，MFAP5诱导的纤维化反应不同于病理纤维化，而是兼具结构支持与能量代谢功能的适应性重塑，这种"代谢性纤维化"概念的提出为脂肪生物学开辟了新视角。