多组学解析中卫山羊瘤胃微生物-代谢物-转运体轴的性别特异性调控机制

《BMC Microbiology》：Sex-driven differences in the rumen microbe-metabolite-epithelial transport axis: an integrated multi-omics study of rumen function in male and female Zhongwei goats

　　摘要背景性别是影响反刍动物瘤胃微生态、物质代谢和上皮转运功能的关键调控因素。然而，瘤胃微生物-代谢物-上皮转运轴性别相关差异的潜在分子线索仍不清楚。本研究旨在阐明中卫山羊瘤胃功能的性别特异性调控特征和功能差异。结果共选取12只平均体重为22.5 ± 1.8 kg的六个月龄中卫山羊（6公6母）进行多组学分析，包括16S rRNA测序、挥发性脂肪酸（VFA）测定、非靶向液相色谱-质谱（LC-MS）代谢组学以及转运体基因的qPCR检测。结果显示，公山羊瘤胃中丁酸、支链挥发性脂肪酸、己酸和总挥发性脂肪酸的浓度显著较高（P < 0.05），厚壁菌门、产丁酸真杆菌属（Butyrivibrio）和琥珀酸菌属（Succinibacterium）显著富集，且AE2基因表达显著上调（P < 0.05）。相比之下，母山羊的纤毛菌门、纤毛菌属（Fibrobacter）和普雷沃氏菌属（Prevotella）丰度较高，且DRA基因表达显著较高（P < 0.05）。共鉴定出491种性别相关的差异代谢物。抗氧化代谢物（苍白醇和七叶苷）在母山羊中显著富集，而公山羊的差异代谢物主要被注释到甾体皂苷代谢和神经活性物质代谢途径中。结论性别塑造了中卫山羊两种不同的瘤胃功能模式。公山羊拥有更强的蛋白质发酵能力，这依赖于AE2介导的转运系统；而母山羊表现出高效的纤维降解功能，这依赖于DRA基因。本研究为开发反刍动物性别特异性精准营养策略提供了相关的分子线索。