《Food Science & Nutrition》：Effects of CYP2E1 Polymorphism and Dietary Supplementation With Jerusalem Artichoke on Skatole and Indole Levels in the Back Fat and Feces of Boars, and Liver mRNA Expression
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本研究的目的是评估在育肥公猪日粮中添加菊芋以及CYP2E1基因多态性对背膘和粪便中粪臭素（skatole）水平及猪肝脏中CYP2E1 mRNA表达的影响。研究使用了25头杂交公猪（LWS × Pn）×（LD × LWD）。所有公猪均进行了c.1423G > A
本研究的目的是评估在育肥公猪日粮中添加菊芋以及CYP2E1基因多态性对背膘和粪便中粪臭素（skatole）水平及猪肝脏中CYP2E1 mRNA表达的影响。研究使用了25头杂交公猪（LWS × Pn）×（LD × LWD）。所有公猪均进行了c.1423G > A基因分型。将猪分为两个不同的日粮处理组：0%（C—对照组；n = 12）和8.2%（E—试验组；n = 13）干燥菊芋块茎，在屠宰前14天饲喂。结果表明，饲喂菊芋降低了（p = 0.0236）脂肪组织中粪臭素的水平。在粪便中，观察到粪臭素水平有所下降，但对照组与试验组之间无统计学显著差异。多态性对脂肪组织和粪便中粪臭素水平的影响以AA基因型最低，GG基因型最高。不同基因型间粪便中粪臭素水平差异具有统计学显著性（p = 0.0242）。不同基因型在脂肪组织中对粪臭素水平的影响呈现出相同趋势，有利于A等位基因。然而，这些差异无统计学显著性。本研究还证实了菊芋对肝脏CYP2E1 mRNA表达的显著影响。试验组的CYP2E1基因表达水平显著高于对照组（p = 0.0086）。不同基因型之间未检测到mRNA表达的显著差异。
**论文解读：CYP2E1多态性与菊芋添加对公猪膻味化合物及肝脏代谢的影响**
**1. 研究背景与目的**
公猪相较于去势公猪具有更好的饲料转化率、更快的生长速度和更低的胴体脂肪含量，但未去势公猪的肉中常含有“公猪膻味”（boar taint），主要表现为强烈的粪便样和尿液样气味，严重影响猪肉的消费者接受度。公猪膻味主要由5α-雄-16-烯-3-酮（androstenone）、3-甲基吲哚（skatole，粪臭素）和吲哚（indole）等化合物引起。其中粪臭素是色氨酸在猪胃肠道（gastrointestinal tract, GIT）中经微生物降解的产物，其生成量受日粮组成和饲养环境影响较大。传统上，养猪业通过出生后不久的外科去势来避免公猪膻味，但这种方法涉及动物福利和伦理问题，且可能导致仔猪健康受损。因此，寻找替代去势的策略成为研究热点，包括遗传选育、免疫去势以及营养干预等综合手段。
在肝脏中，粪臭素的初始代谢主要由细胞色素P450家族2亚家族E成员1（cytochrome P450 family 2 subfamily E member 1, CYP2E1）负责，该酶由CYP2E1基因编码。已有研究表明，CYP2E1基因的多态性，特别是c.1423G>A单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP），与公猪背膘中粪臭素水平相关。此外，日粮中添加富含菊粉型果聚糖的菊芋（Jerusalem artichoke, Helianthus tuberosus）可通过调节肠道微生物群减少粪臭素的生成，并可能影响肝脏CYP2E1的表达。然而，关于CYP2E1多态性与菊芋添加联合作用对粪便及背膘中粪臭素和吲哚水平，以及对肝脏CYP2E1 mRNA表达的影响，此前尚未有系统研究。
本研究旨在探讨日粮中添加菊芋和CYP2E1基因c.1423G>A多态性对公猪背膘和粪便中粪臭素及吲哚水平的影响，以及对猪肝脏CYP2E1 mRNA表达的影响。研究人员假设菊芋添加和该SNP位点均会对上述指标产生显著影响，并通过实验加以验证。该论文发表于《Food Science》期刊。
**2. 主要技术方法**
本研究选取25头杂交公猪（（Large White sire line × Pietrain）×（Landrace dam line × Large White dam line），即（LWS × Pn）×（LD × LWD））作为试验动物，来自11窝。所有公猪于出生后第3天采血并提取DNA，利用PCR-RFLP技术对CYP2E1 c.1423G>A位点进行基因分型。试验猪分为对照组（C，n=12）和试验组（E，n=13），试验组在屠宰前14天（140日龄起）饲喂含8.2%干燥菊芋块茎的日粮。屠宰后采集背膘、肝脏和粪便样本：背膘中粪臭素和吲哚含量采用高效液相色谱-荧光检测法（high-performance liquid chromatography with fluorescence detection, HPLC/FLD）测定；粪便中上述化合物采用多维气相色谱-质谱联用法（multidimensional gas chromatography–mass spectrometry, MDGC/MS）测定；肝脏CYP2E1 mRNA相对表达量通过实时荧光定量PCR（quantitative polymerase chain reaction, qPCR）检测，以ACTB、B2M和HPRT1三个参考基因的几何均值进行归一化。生长性能指标包括活重（live weight, LW）、日采食量（daily feed intake, FI）、饲料转化率（feed conversion ratio, FCR）和平均日增重（average daily gain, ADG）亦被记录。
**3. 研究结果**
**3.1 菊芋饲喂对背膘和粪便中粪臭素和吲哚水平的影响**
通过对比对照组与试验组的背膘及粪便样本检测结果发现，日粮中添加菊芋显著降低了背膘中粪臭素的水平（对照组0.043 μg/g vs. 试验组0.026 μg/g，p = 0.0236）；但背膘中吲哚水平两组间无显著差异（对照组0.087 μg/g vs. 试验组0.085 μg/g）。粪便中，试验组粪臭素水平（7.261 μg/g）较对照组（8.475 μg/g）有所下降，但差异未达到统计学显著水平；吲哚水平两组间亦无显著差异（对照组9.485 μg/g vs. 试验组10.114 μg/g）。值得注意的是，粪便中粪臭素和吲哚的浓度远高于背膘中的浓度。
**3.2 CYP2E1 SNP对背膘和粪便中粪臭素和吲哚水平的影响**
将对照组和试验组数据合并后，分析CYP2E1 c.1423G>A基因型（AA、AG、GG）对粪臭素和吲哚水平的影响。结果显示，粪便中粪臭素水平在不同基因型间存在显著差异（p = 0.0242）：AA基因型最低（6.341 μg/g），GG基因型最高（9.933 μg/g），AG基因型居中（7.329 μg/g）。在背膘中，粪臭素水平也呈现AA
**3.3 公猪肝脏中CYP2E1 mRNA表达**
qPCR结果显示，试验组（饲喂菊芋）公猪肝脏中CYP2E1 mRNA相对表达量显著高于对照组（p = 0.0086）。这一结果证实了菊芋添加能够上调肝脏CYP2E1的转录表达。然而，不同CYP2E1基因型（AA、AG、GG）之间，无论是在对照组还是试验组内，均未观察到CYP2E1 mRNA表达水平的显著差异。不过，从数值上看，GG基因型公猪的CYP2E1 mRNA表达水平低于AA和AG基因型。
**3.4 生长性能**
对试验猪的生长性能指标（ADG、FI、FCR、胴体重及肌内脂肪含量）进行分析后，未发现对照组与试验组之间存在显著差异，也未发现不同CYP2E1基因型对上述生长性状有显著影响。这表明菊芋添加（屠宰前14天）不影响公猪的生长表现。
**4. 讨论与结论**
讨论部分指出，本研究中菊芋添加对背膘粪臭素的降低作用与先前多项研究结果一致，进一步支持了富含菊粉型果聚糖的日粮添加物可通过调节肠道菌群（如促进乳酸杆菌和双歧杆菌）减少粪臭素生成的假说。粪便中粪臭素水平虽未显著下降，但存在数值上的减少，可能与饲喂时间较短或个体差异有关。CYP2E1 c.1423A>G多态性与粪便粪臭素水平的显著关联，提示该SNP可能通过影响肠道中CYP家族基因的表达或活性，进而影响粪臭素的生成与排泄；尽管本研究未直接证实肠道CYP2E1表达，但CYP1A和CYP3A在肠道中的表达已有报道。此外，菊芋上调肝脏CYP2E1 mRNA表达的结果，与体外研究中菊粉（如菊苣根中的菊粉）对CYP2E1的诱导作用一致，表明植物源生物活性物质可影响肝脏代谢酶。由于对照组与试验组中CYP2E1基因型分布均衡，可认为mRNA表达差异主要由日粮因素引起。生长性能结果则表明短期菊芋添加不影响猪的生产性能，这有利于其作为饲料添加剂实际应用。
**研究结论**：本研究表明，日粮补充菊芋通过上调肝脏CYP2E1 mRNA表达，显著降低杂交公猪背膘中粪臭素的水平。粪便中粪臭素浓度虽未受菊芋显著影响，但CYP2E1 c.1423G>A多态性对粪便粪臭素水平影响显著，提示遗传因素在个体间粪臭素水平差异中可能发挥重要作用。由于本研究仅考察了一个SNP，尚不能得出遗传因素起主导作用的广泛结论，未来需要在更大样本中研究CYP基因家族其他多态性及其在胃肠道中的表达谱，以深入阐明公猪膻味调控机制。
