Prevotella stercorea通过鞘脂信号通路调控金华猪肌肉脂肪沉积的机制研究

研究人员针对猪肉品质关键指标——肌内脂肪(IMF)沉积的调控机制展开研究，通过分析金华猪与DLY猪的肠道菌群差异，发现Prevotella stercorea与高IMF含量显著相关。通过伪无菌小鼠模型证实，该菌与苜蓿饲料协同作用可显著提升肌肉甘油三酯(TG)含量，代谢组学揭示其通过鞘脂信号通路调控脂肪沉积。该研究为改善牲畜肉质和人类脂代谢提供了新思路。

　　

猪肉品质的微生物密码：肠道菌群如何塑造肌肉脂肪
猪肉品质的核心指标——肌内脂肪(IMF)含量直接决定着肉品的风味、嫩度和多汁性。金华猪作为中国本土优质猪种，其IMF含量显著高于商业化杂交猪DLY，但背后的调控机制长期未明。近年研究发现，肠道微生物与宿主脂代谢存在复杂互作，尤其是Prevotella属细菌在植物性饮食人群肠道中高度富集，暗示其可能参与膳食纤维转化与能量代谢调控。然而，特定菌株如何影响宿主体内脂肪分布，特别是在经济动物中的调控机制，仍是亟待破解的科学难题。

浙江大学动物科学学院的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表的研究中，通过多组学联用技术揭示了Prevotella stercorea DSM 18206通过鞘脂信号通路促进肌肉脂肪沉积的新机制。研究团队建立了包含120头猪的纵向队列（60头金华猪和60头DLY猪），从断奶（30日龄）至上市（180日龄）期间系统监测了IMF含量、背膘厚度(BF)等指标，结合16S rRNA测序分析结肠菌群动态变化。通过微生物多变量线性模型(MaAsLin2)和随机森林算法锁定关键菌株后，采用伪无菌小鼠模型进行功能验证，并运用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)解析代谢通路。

关键技术方法
研究采用2×2因子设计（品种×饲料），对60-180日龄猪只进行三阶段采样。通过Illumina Nextseq2000平台进行16S rRNA V3-V4区测序，使用DADA2算法获得扩增子序列变异(ASVs)。利用MaAsLin2模型分析年龄、品种和饲料对菌群的影响，通过随机森林模型筛选IMF相关生物标志物。选用5周龄C57BL/6J雄性小鼠构建伪无菌模型（氨苄西林/甲硝唑/新霉素/万古霉素预处理），每周3次灌胃1×10⁹ CFU/mL菌悬液，采用micro-CT量化脂肪体积，并通过LC-MS/MS进行非靶向代谢组学分析。

研究结果

脂肪沉积表型差异
金华猪在所有时间点均表现出更高的IMF含量（11.08% vs 7.67%，P<0.001）和大理石纹评分（2.21 vs 1.16，P<0.01）。肝脏TG含量显著升高（P<0.001），而瘦素(LP)水平降低，脂肪合成关键基因C/EBPβ在90日龄时表达上调（P<0.001）。双因素方差分析证实品种是影响脂肪沉积的最主要因素（P<0.01）。

微生物群落动态演变
年龄解释菌群变异的26.8%，显著高于品种（13.4%）和饲料的影响。金华猪结肠菌群α多样性更高（Shannon指数P<0.05），Prevotella在180日龄时丰度较60日龄增加136%（q<0.01）。LEfSe分析发现JF饲料（含5%苜蓿）显著富集双歧杆菌(Bifidobacterium)和链球菌(Streptococcus)。

关键菌株功能验证
随机森林模型确定Prevotella为IMF沉积的核心生物标志物（AUC=0.75）。灌胃P. stercorea的苜蓿饲料组(AS)小鼠皮下脂肪重量增加37%（P<0.05），胫骨前肌IMF含量提升2.1倍（P<0.01），肌肉TG水平升高56%。免疫荧光显示该组肌纤维间脂滴沉积显著增多。

代谢通路调控机制
KEGG分析发现鞘脂信号通路在猪和小鼠模型中均发生显著改变（P<0.05）。鞘氨醇-1-磷酸与Prevotella丰度呈强正相关（r=0.68，P<0.01），而二酰基甘油则呈负相关。葡萄糖耐量试验(GTT)显示AS组曲线下面积(AUC)降低21%（P<0.05），提示菌株改善胰岛素敏感性。

结论与展望
该研究首次证实P. stercorea可通过宿主-微生物-膳食纤维三方互作促进肌肉脂肪沉积，其机制涉及鞘脂信号通路的重编程。这一发现不仅为优质猪种选育提供了微生物标记物，更揭示了膳食纤维干预下特定菌株调控脂代谢的精确路径。鉴于鞘氨醇-1-磷酸在人类代谢性疾病中的核心作用，该研究为跨物种代谢调控研究搭建了新桥梁。未来研究可进一步解析P. stercorea产生的特定代谢物如何远程调控肌肉组织脂质合成，为开发基于精准菌群调控的肉质改良策略奠定基础。