董丙強,王志秀,周婷婷,梁文雙,田慧月,嚴 丹,常國斌,陳國宏

（揚州大學動物科學與技術學院,江蘇揚州 225009）

對于家畜本身而言,脂肪的主要功能是維持能量平衡,對家畜的生長發(fā)育、體溫保持等方面有著不可替代的作用。肌內(nèi)脂肪（IMF）含量是肉嫩度評定的重要指標之一，因此肌內(nèi)脂肪含量的不同，肉的口感就有所不同。IMF、皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪組織的沉積的優(yōu)先級是依次遞增的，不同部位脂肪形成有著不同的機制。脂肪沉積不但具有組織差異，還有種間差異。例如，豬肌內(nèi)脂肪的增長有利于提高肉質(zhì)，而皮下脂肪增長被認為是能量浪費。但對于肉鴨而言，肉鴨皮下脂肪沉積能力很強，皮脂率高達35%。脂肪的定向沉積直接決定了飼料的利用效率以及肉嫩度。在生產(chǎn)中這種長期以生長速度為價值取向的育種方式忽略了對肉品質(zhì)的維持，導致肉品質(zhì)下降，制約了禽肉市場長遠的發(fā)展。因此肌內(nèi)脂肪的沉積機制至今仍備受研究者關注，篩選出很多與脂肪沉積相關的基因，總結(jié)了很多與脂肪沉積有關的信號通路。microRNA、lncRNA、circRNA等非編碼RNA 雖然沒有直接影響脂肪沉積，但參與了脂肪沉積的調(diào)控，在脂肪沉積調(diào)控機制中起著一定的作用。本文將從脂肪沉積相關基因、microRNA、lncRNA、circRNA 等幾個方面分析家畜不同部位脂肪沉積機制，為制定有效的脂肪沉積策略提供參考。

表1 不同動物不同部位基因?qū)χ境练e的調(diào)控

1 脂肪沉積相關基因在不同部位的表達差異

影響脂肪沉積的候選基因有很多，基因在不同家畜種類、不同家畜品種、同一家畜不同日齡、同一家畜不同部位上的表達都存在著差異。此外脂肪沉積不是由單一基因決定，而是由多種脂肪沉積相關基因公共共同決定，如過氧化物酶體增殖物激活受體（）、脂肪酸結(jié)合蛋白（）、糖皮質(zhì)激素受體（）、瘦素受體（）等，其中分為過氧化物酶體增殖物激活受體（）、過氧化物酶體增殖物激活受體（）和過氧化物酶體增殖物激活受體（），已知是脂肪沉積的正調(diào)節(jié)因子，通過研究在皮下和肌內(nèi)脂肪組織中表達水平不同，來探討不同部位脂肪沉積的差異。研究表明，皮下脂肪中的含量顯著高于肌內(nèi)脂肪。分為髓磷脂型脂肪酸結(jié)合蛋白（）、腦型脂肪酸結(jié)合蛋白（）、心臟型脂肪酸結(jié)合蛋白（）、脂肪細胞型脂肪酸結(jié)合蛋白（）等，其中和與肌內(nèi)脂肪含量的相關性最大。研究表明，成年豬脂肪組織、骨骼肌、心臟中中表達量有所不同，其含量由高到低依次為心臟、骨骼肌、脂肪組織。基因在豬多個器官中都表達，在背最長肌中表達量最高，在豬肺中表達量最低。在不同品種中和的表達量也有所不同。經(jīng)研究，在雄性哈薩克羊和新疆細毛羊兩品種的肌肉中的表達量有所不同，在哈薩克羊的肌肉中基因的mRNA 表達水平與肌內(nèi)脂肪含量呈高度正向關聯(lián)，但是在新疆細毛羊中卻不明顯。與此同時，在哈薩克羊幼年生長時含量與肌內(nèi)脂肪含量也表現(xiàn)負相關性，但是在另一品種中沒有發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象?；騧RNA 在內(nèi)臟中的表達水平是皮下脂肪的2～4 倍，導致內(nèi)臟脂肪細胞對糖皮質(zhì)激素的刺激更加敏感，表現(xiàn)出更高的代謝活性。對能量平衡的調(diào)節(jié)和脂肪沉積起著很關鍵的作用。瘦素受體（）在小牛肝臟和皮下脂肪組織中的表達呈陽性，而在網(wǎng)胃、瘤胃、心臟、腎臟等器官組織中只有少量表達。李京徽等研究發(fā)現(xiàn)，14個與京黃雞胸部IMF 脂肪沉積相關的基因在三酰甘油（TG）含量高與低的兩個對照組中表達水平有所不同，其中核糖基5-磷酸轉(zhuǎn)移酶（）、介體復合物亞基4（）、組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶1（）、硫酸乙酰肝素-氨基葡萄糖3-磺基轉(zhuǎn)移酶5（）和TNFAIP3 相互作用蛋白1（）等基因表達與肌內(nèi)脂肪沉積的關聯(lián)的研究較少。石斌剛研究發(fā)現(xiàn)天祝白耗牛因為肌內(nèi)脂肪含量低，較普通肉牛的肉品質(zhì)差，且不同日齡的天祝白牦牛的肉品質(zhì)也有所不同，同時通過轉(zhuǎn)錄組和蛋白組分析得到了25 個與肌內(nèi)脂肪沉積相關的基因和蛋白。為接下來進一步測定不同日齡天祝白牦牛的肉品質(zhì)提供了研究基礎。

2 miRNA 對不同部位脂肪沉積的調(diào)控作用

microRNA 對脂肪沉積的作用機制是近些年熱門的話題，在對小鼠皮下脂肪的研究中，Zhou 等構(gòu)建了樣因子3（）的3'-非翻譯區(qū)熒光素酶表達載體和pcDNA 3.1 過表達載體，發(fā)現(xiàn)miR-324-5p 可以直接靶向從而促進小鼠前脂肪細胞的分化，增加小鼠SCF 的積累。此外，miR-425-5p 在豬骨骼肌中含量很高，在多種生理過程中起重要作用。研究表明，在肌內(nèi)脂肪中miR-425-5p 可能通過靶向和抑制翻譯進而下調(diào)和這些脂肪沉積標志基因表達來抑制肌內(nèi)脂肪的分化。

安清明等在畜禽的miRNA 對畜禽脂肪沉積機制影響的綜述中，總結(jié)了奶牛、山羊、豬等家畜肌內(nèi)、皮下、奶牛乳腺上皮細胞等部位的miRNA 對脂肪沉積的不同作用機制，納如見表2。

表2 不同動物不同部位microRNA 對脂肪沉積的調(diào)控

此外，任玲研究發(fā)現(xiàn)過表達bta-miR-210 可以促進牛背最長肌PDGFR細胞脂肪沉積，并通過雙熒光素酶報告發(fā)現(xiàn)Wnt-1 誘導信號通路蛋白-2 是btamiR-210 的靶基因。Zhan 等研究發(fā)現(xiàn)，對心臟脂質(zhì)累積起促進作用的miR-320，可以通過影響細胞和胞漿中不同的靶基因促進了高脂飲食小鼠肝臟1 型糖尿病的發(fā)生和脂質(zhì)沉積。說明相同因子在不同內(nèi)臟中的作用有著類似效果。

綜上所述，microRNA 可以通過抑制或者促進脂肪沉積相關基因的表達來抑制或促進脂肪的沉積；亦或是一些更為復雜的靶向關系，如Liu 等研究發(fā)現(xiàn)在小鼠骨骼肌細胞中高表達的miR-324-5p 可以通過靶向和lncDUM 進而抑制C2C12 成肌細胞的分化，進而促進骨骼肌IMF 的增加；看到miR-124-3p 在綿羊的SVF 和前體脂肪細胞中都可以起到抑制脂肪分化的作用。

3 lncRNA 對不同部位脂肪沉積的調(diào)控

蛋白質(zhì)基因的外顯子部分僅占全部基因組序列的2%，其他絕大部分的序列是非編碼序列,在這些非編碼序列中片段≥200 bp 的序列為長鏈非編碼序列。隨著高通量技術突破與創(chuàng)新，更多的lncRNA 隨之被發(fā)現(xiàn)，可以在表觀遺傳學水平、轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平對脂肪進行調(diào)控。lncRNA 具有種間保守性較低、組織間有差異性、種類多的特點。lncRNA 可經(jīng)由海綿狀的microRNA 來達到靶控目的基因的目的，也可以通過直接對目的基因產(chǎn)生影響來調(diào)控脂肪的生成。研究表明，被干擾的lncIMF4 會通過促進豬肌內(nèi)脂肪細胞分化相關基因與等的蛋白與mRNA 的表達與生成促進豬肌內(nèi)脂肪細胞的分化。Wang 等選擇肌內(nèi)脂肪沉積相關長非編碼RNA 1（IMFlnc 1）進行功能驗證，結(jié)果表明,它通過與之競爭的內(nèi)源性RNA（ceRNA）作用于miR-199a-5p，調(diào)節(jié)CAV-1 的表達水平。Wei 等綜述了lncRNA 在白色脂肪發(fā)生中的調(diào)控機制，并交代了研究的細胞類型。下邊對部分lncRNA 在不同部位的作用機制進行了歸納整理（表4）。

表3 不同動物不同部位microRNA 對脂肪沉積的調(diào)控

表4 不同動物不同部位LncRNA 對脂肪沉積的調(diào)控

4 circRNA 對不同部位脂肪沉積的調(diào)控

circRNA 是特殊的環(huán)狀非編碼RNA。隨著高通量測序技術和生物信息學的創(chuàng)新與突破，lncRNA 與miRNA 在動物脂肪代謝沉積的機制研究相對豐富，circRNA 尚處于研究相對較少的初始階段，但仍有一些小的突破。Sun 等研究circRNA 在人類內(nèi)臟前體脂肪細胞中的表達，為人類內(nèi)臟脂肪沉積提供潛治療靶點，研究發(fā)現(xiàn)在人類內(nèi)臟前體脂肪細胞誘導分化后細胞內(nèi)的circRNA 有2 215 和1 865 個轉(zhuǎn)錄因子分別有明顯的上調(diào)和下調(diào)，其中選擇了hsa_circ_0136134、hsa_circ_0017650 和 hsa circRNA9227 1 這幾種circRNA進行qPCR 驗證，結(jié)果與之前的驗證相同，并且通過MiRanda 軟件預測到14 個miRNAs 具有兩個以上的miRNA 反應元件，靶向前10 位的上調(diào)和下調(diào)的circRNA。

在禽類中，cric-PLXNA 1 由基因轉(zhuǎn)錄而來，主要表達于脂肪、腿肌和肝臟，在鴨子的皮下、腿肌和肝臟中cric-PLXNA 1 的抑制限制了鴨前脂肪細胞的分化。此外，在奶牛乳腺、兔血液、豬背最長肌也相繼展開circRNA 相關脂肪沉積的信號網(wǎng)絡的研究。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，脂肪沉積不由單一基因決定，脂肪沉積相關基因表達受到miRNA、lncRNA 以及circRNA 等調(diào)控，除此之外，脂肪沉積還受表觀遺傳調(diào)控，甚至還受到動物生理周期的調(diào)控。不同的組織微環(huán)境和資源決定了不同脂肪組織的生理生化特性。同一調(diào)控因子在不同位置的調(diào)控作用有著相似性，如miR-124-3p 在綿羊的SVF 和前體脂肪細胞中都可以起到抑制脂肪分化的作用。不同mRNA、lncRNA、microRNA、circRNA對家畜脂肪沉積的調(diào)控有著物種差異性、組織差異性?？梢钥吹剑F(xiàn)階段研究人員比較注重單一因子在單物種的作用機制的研究，缺少了對比同一因子在不同部位的表達情況?？蒲腥藛T對于畜禽不同部位的脂肪沉積機制的研究仍在進行，對不同部位脂肪沉積的歸納整理有助于了解不同部位脂肪沉積機制的差異點與相似點，為厘清下一步脂肪沉積機制的研究方向做鋪墊。