近日，中国科学院亚热带农业生态研究所印遇龙院士、李凤娜研究员团队在SCIENCE CHINA Life Sciences上发表题为“Metabolome and RNA-seq reveal discrepant metabolism and secretory metabolism profile in skeletal muscle between obese and lean pigs at different ages”的研究论文，揭示了不同日龄中国地方脂肪型桃源黑猪与瘦肉型杜洛克猪背最长肌的代谢差异，解析了肌肉来源的分泌型代谢物介导肌肉-脂肪组织互作的机制。
肌肉和脂肪组织同时是重要的代谢和分泌器官，肌肉和脂肪组织之间通过分泌因子进行对话，也被称为“肌-脂互作轴”。分泌型代谢物作为肌-脂互作的重要媒介，能够调控肌肉分化、代谢稳态和脂肪沉积。桃源黑猪原产湖南省桃源县，是中国特有的脂肪型地方品种，与瘦肉型杜洛克猪相比，具有更高的肌内脂肪含量和慢肌纤维占比，以优良肉品质著称，同时具有更丰富的外周脂肪沉积。桃源黑猪和杜洛克猪也是研究肌-脂互作机制和代谢性疾病的理想动物模型。
通过对不同日龄桃源黑猪和杜洛克猪的背最长肌组织进行非靶向代谢组学分析，结合脂肪沉积表型数据，研究人员首先确定了桃源黑猪脂肪沉积和肉品质形成的“窗口期”为120至180日龄。代谢组与转录组联合分析揭示“窗口期”日龄与品种间背最长肌代谢差异主要富集在能量、脂质和氨基酸蛋白质代谢相关通路。随后鉴定了数十种180日龄桃源黑猪背最长肌的特异性代谢产物。
“窗口期”日龄和品种间能量代谢差异代谢物和基因
结合HMDB数据库中代谢物细胞亚定位的注释信息筛选出与肌内脂肪含量显著相关的分泌型差异代谢物，其中有机酸类代谢物（富马酸、琥珀酸、苹果酸、γ-氨基丁酸）和氨基酸和肽类代谢物（L-谷氨酸、L-赖氨酸）与肌内脂肪呈现显著的负相关，脂类代谢物（2-Hydroxyisovaleric acid、肉碱）则与肌内脂肪呈现显著的正相关。
肌肉来源差异分泌型代谢物与肌内脂肪显著相关
该研究从代谢物介导肌肉-脂肪组织互作的角度，系统解析了中国脂肪型猪种与外来瘦肉型猪种肌肉代谢间的差异与机制，为猪脂肪沉积和肉品质营养调控提供了潜在的日粮添加剂和干预靶点，也对以猪为动物模型研究肥胖等代谢性疾病提供了重要的理论参考。
中国科学院亚热带农业生态研究所印遇龙院士和李凤娜研究员为该文通讯作者，博士研究生郭鎏为该文第一作者。
