近日，中心总部生物技术研究院利用代谢组学研究了分娩方式对新生猪肝脏和肠道中短链脂肪酸（SCFAs）和有机酸水平的影响。通过剖腹产分娩方式建立早产猪模型，并将其与自然出生的猪进行比较，通过整合蛋白质组学数据，在“蛋白质代谢物”水平上研究代谢途径的差异。相关研究成果已于近期发表在《Frontiers in Veterinary Science》。
猪模型常用于研究新生儿的肠道发育，特别是在模拟人类早产儿肠道生长方面。新生儿医学研究强调了分娩方式对新生儿发育的影响，但目前研究多集中于极早产儿或早期早产儿，而对晚期早产儿的动物模型研究相对有限。本研究旨在探究出生方式对新生仔猪肠道和肝脏中短链脂肪酸（SCFAs）和有机酸代谢的影响，分析其可能的途径。研究对象包括14头剖腹产新生仔猪（胎龄113天）和8头自然分娩的新生仔猪（胎龄114天）。初步检测发现，剖腹产可能对肝肾功能、血脂和电解质平衡产生负面影响，但对血糖水平的影响不明显。通过液相色谱-质谱（LC-MS）分析，对比了自然分娩和剖腹产新生仔猪的肝脏、结肠、粪便和血液样品中的17种代谢物，包括8种SCFAs和9种有机酸。结果显示，分娩方式显著影响新生仔猪中SCFAs和有机酸的代谢谱，且剖腹产对肝脏和结肠组织中关键代谢物的浓度有显著影响。进一步的蛋白质组学分析利用差异性蛋白质组学（DIA）技术，并通过Venn图比较了通过剖腹产和自然分娩出生的新生猪肝脏和结肠组织中的蛋白质表达差异。分析发现，肝脏样品中有146种差异表达蛋白（DEPs），其中85种上调，61种下调；结肠样品中有148种DEPs，包括71种上调和77种下调的蛋白。聚类分析进一步揭示了不同出生方式下新生猪肝脏和结肠中DEPs的差异。研究重点分析了这些DEPs与脂肪酸代谢的关系，结果表明，出生方式可能通过影响丙酮酸代谢途径中的中间代谢物（如乳酸和苹果酸）的生理水平，进而改变新生猪中SCFAs的代谢情况。此外，两种特定的蛋白质（FASN和HSD17B4）通过参与脂肪酸代谢途径，可能对这些微小代谢物的生理浓度产生影响。
本研究结果对母猪分娩管理具有积极意义，有助于为减少早产和早产儿的策略提供可靠的动物数据结果，有利于揭示晚期早产儿临床应用中面临的挑战。
图1 OPLS-DA显示的典型代谢谱和代谢途径的富集。（A-D）NF和CS组之间的OPLS-DA模型在肝脏、结肠内容物、粪便和血液中的评分图。（E）直方图中显示了注释到京都基因和基因组百科全书（KEGG）数据库的17种代谢物。根据p值，直方图中的不同颜色表示富集程度。
图2 新生仔猪肝脏和结肠的蛋白质组以及DEP的功能富集概述。（A，B）CS和NF组新生仔猪肝脏和结肠样品中DEPs数量的Venn图。（C，D）来自CS和NF组中的新生仔猪的蛋白质组学数据的火山图。通过与KEGG数据库的比较注释的显示肝脏（E）和结肠（F）组织中DEPs的气泡图。（G）DEPs和代谢物的相关性分析。*p ≤ 0.05和 **p ≤ 0.01。
