甜菜碱通过DNA 5mC和RNA m6A甲基化调控蛋鸡肝脏脂肪酸代谢基因表达减少脂质沉积的机制研究

为解决蛋鸡脂肪肝综合征(FLS)这一营养代谢性疾病，扬州大学研究人员通过添加0.1%甜菜碱(betaine)饲喂35天，发现其通过DNA 5-甲基胞嘧啶(5mC)和RNA N6-甲基腺苷(m6A)甲基化双向调控SREBP1/FASN/SCD和CPT1A基因表达，显著降低肝脏甘油三酯(TGs)含量35%。该研究为甜菜碱作为饲料添加剂防治FLS提供了表观遗传学依据。

　　

脂肪肝综合征(FLS)是蛋鸡养殖业中常见的营养代谢性疾病，在产蛋高峰期发病率可达20%，死亡率高达30%，给家禽业造成重大经济损失。其典型特征是肝脏脂质过度沉积，表现为肝脏脆性增加、颜色变黄。目前研究发现，肝脏通过脂肪酸合成、酯化、β-氧化和转运等过程的精密协调来维持脂质稳态，其中SREBP1(sterol regulatory element binding transcription factor 1)是激活FASN(fatty acid synthase)、SCD(stearoyl-CoA desaturase)等脂质合成基因的关键转录因子，而CPT1A(carnitine palmitoyl transferase 1A)则是线粒体脂肪酸β-氧化的限速酶。甜菜碱作为甲基供体，在哺乳动物中已被证实可通过调控这些基因表达改善肝脏脂代谢，但其在蛋鸡中的作用机制尚不明确。

扬州大学动物科学与技术学院的研究团队在《Poultry Science》发表的研究中，选取48只130日龄如皋蛋鸡，随机分为基础日粮组和添加0.1%甜菜碱组，持续饲喂35天。通过检测生长性能、血浆和肝脏TGs含量，结合RT-qPCR、Western blotting、甲基化DNA免疫共沉淀(MeDIP)和甲基化RNA免疫共沉淀(MeRIP)等技术，系统研究了甜菜碱对肝脏脂代谢基因表达及其表观遗传调控机制的影响。

在生长性能方面，甜菜碱对蛋鸡终末体重、日均采食量和日均增重均无显著影响，但使肝脏TGs含量显著降低35%。分子机制研究表明：在转录水平上，甜菜碱使SREBP1、FASN和SCD mRNA表达分别降低43%、46%和42%，同时使CPT1A mRNA表达增加74%；在蛋白水平上，SREBP1和SCD蛋白表达分别降低57%和43%，CPT1A蛋白表达增加113%。表观遗传学分析揭示，甜菜碱通过增加FASN和SCD基因启动子区DNA 5mC甲基化水平(分别升高136%和97%)抑制其表达，同时降低CPT1A启动子甲基化水平53%促进其表达。特别值得注意的是，甜菜碱还使SREBP1 mRNA 3'非翻译区(3'UTR)的m⁶A甲基化水平增加54%，可能通过降低mRNA稳定性来抑制其蛋白表达。

这项研究首次在蛋鸡中证实，甜菜碱通过"DNA甲基化抑制脂质合成基因(FASN/SCD)-DNA去甲基化激活β-氧化基因(CPT1A)-RNA甲基化调控关键转录因子(SREBP1)"的多层次表观遗传调控网络，实现对肝脏脂代谢的精准调控。研究不仅为FLS的防治提供了新的营养干预策略，也为理解甲基供体在禽类脂代谢中的表观遗传调控机制提供了重要理论依据。未来研究可进一步通过位点特异性突变等技术验证特定甲基化位点的功能，并探索甜菜碱在实际养殖中降低FLS发病率的应用方案。