多组学揭示钼暴露致山羊肌肉损伤机制

为探究环境钼污染对家畜健康的威胁，本研究通过整合多组学技术，分析了钼暴露对山羊肌肉的影响。研究发现，钼暴露显著干扰能量代谢和氨基酸代谢，导致肌肉纤维结构破坏、关键氨基酸（如半胱氨酸、蛋氨酸）减少及钼积累。这些发现为重金属毒性机制提供了新见解，并警示了环境污染对食品安全的潜在风险。

　　

钼（Mo）作为生物必需的微量元素，参与多种酶促反应，但其过量摄入会导致毒性效应，尤其在反刍动物中更为显著。近年来，由于工业和农业活动导致的钼污染日益严重，威胁到动物健康和食品安全。然而，现有研究多集中于钼对肝脏和肾脏的影响，其对肌肉组织的毒性机制尚不明确。为此，西南大学的研究团队通过多组学方法，系统解析了钼暴露对山羊肌肉的损伤机制。

该研究选取20只6月龄雄性渝东黑山羊，随机分为对照组（CJM）和钼暴露组（JM），分别饲喂基础日粮和添加50 mg/kg钼酸钠的日粮，持续60天。结果表明，钼暴露显著降低了山羊肌肉纤维直径和横截面积，减少了硫、铁、铜、锌等元素含量，并导致半胱氨酸、蛋氨酸等关键氨基酸水平下降。代谢组学分析鉴定出274种显著变化的代谢物，主要富集于能量和氨基酸代谢途径；蛋白质组学则揭示了221种差异表达蛋白，涉及应激响应、蛋白质合成和能量代谢。进一步整合分析发现，蛋白质消化吸收和硫代谢通路在两组间显著关联，表明钼暴露通过干扰这些通路影响肌肉发育。

研究证实，钼暴露通过抑制柠檬酸循环关键蛋白（如IDH3A和IDH3B）活性，阻碍α-酮戊二酸生成，进而扰乱氨基酸代谢网络，最终导致肌肉功能受损。这一发现不仅深化了对钼毒性的分子机制理解，还为污染地区动物健康管理提供了理论依据。研究成果发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》，为制定针对性干预措施以缓解钼诱导的肌肉毒性奠定了基础。

本研究采用的关键技术包括：

1. 多组学整合分析：结合代谢组学和蛋白质组学数据，全面解析钼暴露对山羊肌肉的综合影响。
2. 样本采集与处理：实验动物分为对照组和钼暴露组，通过肌肉组织采样进行后续分析。
3. 代谢组学检测：利用LC-MS/MS技术分析肌肉代谢物变化。
4. 蛋白质组学分析：采用TMT标记定量蛋白质组学技术，筛选差异表达蛋白并进行功能注释。

研究结果

• 肌肉结构损伤：钼暴露组山羊肌肉纤维直径和横截面积分别降低26.39%和15.80%，纤维排列紊乱。
• 微量元素失衡：钼含量增加26036.48%，而硫、铁、铜、锌分别减少10.62%、11.00%、31.00%和12.72%。
• 氨基酸代谢紊乱：半胱氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸含量显著下降，影响蛋白质合成与修复。
• 代谢通路失调：代谢组学显示氨基酸和能量代谢途径受显著影响，硫代谢通路被扰乱。
• 蛋白质功能异常：差异蛋白涉及应激响应和能量代谢，关键蛋白如IDH3A和IDH3B表达下调，阻碍TCA循环。

研究结论与意义
本研究通过多组学整合策略，系统揭示了钼暴露对山羊肌肉的多维度毒性机制。研究发现，钼通过干扰能量代谢和氨基酸合成，导致肌肉纤维结构破坏和功能下降。这一机制不仅影响动物健康，还可能通过食物链威胁人类食品安全。研究结果为污染地区家畜健康管理提供了科学依据，并为开发解毒策略（如微量元素补充）指明方向。未来需进一步探索钼毒性的分子靶点，以制定更精准的干预措施。