Biology:静脉输注丁酸钠对生长猪肌肉和脂肪组织的转录组响应

本研究中心张贺博士在《Biology》期刊上发表了一篇题为“Transcriptomic Responses Induced in Muscle and Adipose Tissues of Growing Pigs by Intravenous Infusion of Sodium Butyrate”的研究论文，张贺博士为第一作者，苏勇教授为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目（2018YFD0500404)和国家自然科学基金（31872362和32072688）的资助。

能量摄入和消耗不平衡导致的肥胖已发展成全球常见的慢性代谢疾病。丁酸盐作为肠道微生物发酵的主要代谢物，已被认为是调节能量稳态的重要介质。作为一种短链脂肪酸，丁酸盐主要是在大肠中通过细菌发酵的非消化碳水化合物产生的，也存在于黄油和奶酪等食物中。丁酸盐在调节宿主代谢方面具有两大生理功能。首先，丁酸盐可以直接作为结肠细胞的能量来源，也可以直接参与肝脏等外周组织的糖脂代谢；其次，丁酸盐可以通过激活G蛋白偶联受体（FFAR2、FFAR3和HCAR2），抑制组蛋白脱乙酰酶（HDAC）来调节体内许多重要的代谢活动。本研究旨在通过肌肉和脂肪组织转录组测序分析，研究短期静脉注射丁酸钠（SB）对生长猪代谢的影响。

12头（杜x长x大）三元杂阉公猪（BW = 23.70 ± 1.29 kg）随机分为SB组和CO组，SB组每日颈静脉注射10 mL SB （200 mmol/L），CO组每日注射等量生理盐水。持续注射7天。

肌肉组织转录组显示有11个与碳水化合物代谢相关的差异表达基因（DEG），28个与脂质代谢相关的DEG，以及10个与氨基酸代谢相关的DEG。其中，碳水化合物分解代谢过程相关基因（PPP1R3B、PRPS2、ALDOC）、脂肪酸合酶（FASN）和脂解相关基因（PLIN1）上调，而碳水化合物生物合成过程相关基因（PCK1）和大多数氨基酸代谢相关基因被下调。

脂肪组织转录组显示有12个与碳水化合物代谢相关的DEG，27个与脂质代谢相关的DEG，以及10个与氨基酸代谢相关的DEG。其中，碳水化合物代谢相关基因（IGF1、LEP、SLC2A4）和脂解相关基因（LPL）上调，而脂解相关基因（ANGPTL4）和大多数氨基酸代谢相关基因下调。结果表明，短期静脉注射SB可以在转录水平上通过下调氨基酸代谢途径调节肌肉和脂肪组织代谢。静脉注射SB增加了肌肉组织中的葡萄糖分解代谢，降低了脂肪组织中的葡萄糖利用。静脉注射SB增加脂肪酸合成，减少肌肉组织中的脂肪分解，并增加脂肪组织中的脂肪分解。结果表明丁酸盐可能对生长猪不同组织有不同的代谢调节作用。

文章来源：Zhang He, Ren Erdu , Xu Rongying, Su Yong. Transcriptomic Responses Induced in Muscle and Adipose Tissues of Growing Pigs by Intravenous Infusion of Sodium Butyrate[J]. Biology, 2021, 10(6):559.