维生素 A 通过调控 FABP4 影响肌内脂肪生成:优化牛肉品质的新策略

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:BMC Genomics 3.5

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  为探究维甲酸(RA)对牛肌内脂肪(IMF)形成的调控机制,宁夏大学等研究人员开展相关研究。结果表明,RA 可促进牛肌内脂肪细胞(IMAs)增殖分化,FABP4 是关键调节因子。该研究为优化牛肉品质提供新思路。

  在人们对高品质牛肉需求日益增长的今天,牛肉的品质成为了备受关注的焦点。其中,肌内脂肪(IMF)的含量是决定牛肉口感和营养价值的关键因素,它就像是牛肉中的 “隐藏宝藏”,含量越高,牛肉的口感越鲜嫩多汁,营养也更为丰富。然而,目前对于 IMF 形成的分子调控机制,科学界还没有完全弄清楚。同时,维生素 A 在 IMF 沉积过程中所扮演的角色和发挥的作用,也存在诸多争议和未知。比如,维生素 A 对不同生长阶段的牛,其 IMF 沉积的影响截然不同,在新生犊牛和成年牛身上呈现出相反的效果 ,这让研究人员十分困惑。而且,现有研究大多聚焦于维生素 A 对脂肪沉积的表面现象,对于其背后复杂的转录网络和分子机制探索较少。因此,深入研究维生素 A 对 IMF 形成的调控机制迫在眉睫,这对于提高牛肉品质、满足市场需求具有重要意义。
为了解开这些谜团,宁夏大学联合多所研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们围绕维生素 A 对牛 IMF 形成的调控机制展开研究,最终取得了一系列重要成果,并将研究发表在《BMC Genomics》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面,从 6 头新生一周的固原黄牛背最长肌获取肌内脂肪细胞(IMAs)。实验技术上,运用 RNA 测序(RNA-seq)和超高效液相色谱 - 串联质谱(UHPLC-MS/MS)分析技术,对细胞的基因表达和代谢物变化进行检测 ;同时利用小干扰 RNA(siRNA)技术,针对关键基因 FABP4 进行功能验证。

研究结果如下:

  • IMAs 的分离与鉴定:成功分离出 IMAs,通过油红 O 染色、Bodipy 染色、免疫荧光染色及 RT-qPCR 分析等方法,证实所获得的 IMAs 纯度高且具有良好的分化能力。
  • 维生素 A 对 IMAs 增殖的影响:用不同浓度 RA 处理 IMAs,EdU 染色、流式细胞术及相关基因和蛋白检测发现,10-8mol/L RA 抑制 IMAs 增殖,10-5mol/L RA 促进增殖,且 10-5mol/L RA 可加速细胞周期进程。
  • 维生素 A 对 IMAs 分化和脂质代谢的影响:在 10-9 - 10-5mol/L 浓度范围内,RA 能促进 IMAs 中脂滴积累和甘油三酯(TG)水平升高,同时上调关键生脂标记基因 PPARγ 和 LPL 的表达 ,在 10-5mol/L 时脂质积累最多。
  • 差异表达基因(DEGs)和差异表达代谢物(DEMs)的筛选及功能分析:用 10-5mol/L RA 处理 IMAs 后进行 RNA-seq 和代谢组学分析,筛选出与脂肪生成相关的 DEGs 和 DEMs,并通过多种分析方法确定 FABP4、CD36、EBF2、LRP1 和 CAV1 等为维生素 A 调节脂肪生成的关键介质。
  • FABP4 的功能验证:合成靶向 FABP4 的 siRNA,干扰 FABP4 表达后,IMAs 中脂质积累减少,添加 RA 后可恢复 ;同时,FABP4 沉默会降低 PPARγ 和 LPL 转录水平,RA 干预可逆转并使其超生理水平表达,证实维生素 A 通过 RA 调节 FABP4 信号轴调控牛 IMF 沉积。

综合研究结论和讨论部分,本研究明确了维生素 A 通过其活性代谢产物 RA 转录激活 FABP4,进而调控脂肪生成标记基因的表达,促进脂肪细胞分化和脂滴沉积,影响牛 IMF 的形成 。这一成果为深入理解营养因素对牛肉品质的影响提供了新视角,为优化牛肉品质提供了理论依据和潜在的干预靶点。不过,RA 通过 FABP4 调节 IMF 形成的精确分子网络还有待进一步研究,且研究结果还需在体内水平进行验证 。未来对这一网络的深入剖析,有望揭示更多改善牛肉品质的新分子靶点,推动肉牛养殖和牛肉生产行业的发展。

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