通过全组学分析探究微生物组在猪早期生长过程中对肌肉发育的调控机制

《npj Biofilms and Microbiomes》：Exploring the mechanisms by which the microbiome influences muscle development during early growth in pigs through holo-omics analyses

　　

摘要

肠道微生物群与宿主表型之间存在密切关联，但它对宿主早期生长和发育的影响，尤其是在肉质性状形成方面的作用，目前仍不甚明了。在本研究中，我们对金华猪在快速生长期内的肠道微生物组、肌肉及结肠组织的代谢组以及转录组进行了整合多组学分析。90日龄时，金华猪的微生物多样性显著增加，同时微生物对碳水化合物的利用能力以及丁酸代谢能力也有所提升。为探究宿主与微生物之间的相互作用，我们将微生物组定量性状位点定位与宿主全基因组测序相结合。Blautia wexlerae是一种与多种肌肉相关及肉质性状存在遗传关联的关键微生物物种。共定位分析和孟德尔随机化分析表明：CPSF3可能是介导B. wexlerae与腰肌厚度、瘦肉比例等表型之间关联的宿主基因。在小鼠模型中的功能验证显示，补充B. wexlerae可促进肌肉发育，增加I型肌纤维的标志物水平，并减轻地塞米松引起的肌肉萎缩。B. wexlerae还与骨骼肌中Ppargc1a表达水平的上升有关，这提示其在肌肉代谢和肌纤维类型形成中可能发挥作用。总体而言，这项研究不仅为通过微生物干预提高猪肉品质提供了新的途径，还为开发针对人类肌肉相关疾病（如肌少症和肌肉萎缩）的基于微生物群的治疗方案提供了重要依据。