華南農業(yè)大學動物科學學院張永亮團隊聯(lián)合美國農業(yè)部George E. Liu等研究人員，通過單細胞RNA測序、脂質組學與宏基因組學技術，系統(tǒng)解析了藍塘豬（脂肪型）與長白豬（瘦肉型）在空腸、結腸、肝臟和背最長肌中的脂質代謝調控差異。研究發(fā)現品種特異性細胞亞群與分子通路主導脂質消化、吸收、轉化與沉積過程，為改善豬肉品質及人類代謝疾病研究提供了新視角。該成果于2024年發(fā)表于《Microbiome》（IF=15.5）。

PART.01研究背景

豬不僅是中國人肉類消費的主要來源，亦是研究人類脂代謝疾病的理想大動物模型。肌內脂肪含量直接影響豬肉的嫩度、風味等品質性狀，而其異常積累亦與人類肥胖、胰島素抵抗等代謝疾病密切相關。然而，脂質消化、吸收、轉運與沉積的跨組織調控網絡，以及品種間差異的細胞機制尚不清晰。

PART.02研究材料

動物選擇：選取 10 頭中國脂肪型豬（藍塘豬，LT）和 10 頭典型瘦肉型豬（長白豬，LW），均為新生 3 日齡健康純合公豬，每窩 1 頭，排除窩內干擾因素。

樣本采集：豬只屠宰后，新鮮收集 4 類核心組織（空腸、結腸、肝臟、背最長?。?，同時分離血清、空腸內容物、結腸內容物，避免非目標組織（如血漬、脂肪層）污染。

組學方法：

1. scRNA-seq

平臺：10X Genomics Chromium Single-Cell v3，NovaSeq 6000）

樣本/策略：10樣混池（空腸、結腸、肝臟、背最長?。?/p>

2. meta-seq

平臺：Illumina平臺

樣本/策略：每頭豬空腸和結腸內容物

3. lipomics（UHPLC-MS/MS）

平臺：Vanquish UHPLC系統(tǒng) ，Orbitrap Q Exactive HF mass spectrometer

樣本策略：每頭豬單獨采集血清樣本、肝臟（liver）和空腸內容物（jejunum digesta）

PART.03主要結果

多組織單細胞圖譜構建

研究首先繪制了豬四大關鍵組織的單細胞轉錄組圖譜，共分析60,514個高質量細胞，鑒定出20個主要細胞類型（如腸上皮細胞、肝細胞、肌內脂肪細胞等）。

圖1. 豬空腸、結腸、肌肉和肝臟4個組織的單細胞圖譜

腸道脂質吸收的品種分化

長白豬優(yōu)勢：小腸上皮細胞高表達脂肪酸轉運蛋白（SLC27A4）、β-氧化關鍵酶（ACADVL），并富集高密度脂蛋白合成基因（APOA1、ABCA1），表明其脂質吸收后傾向能量供應。

藍塘豬特征：小腸中乳糜微粒合成基因（APOB、NPC1L1）上調，血清甘油三酯水平更高，脂質更易儲存。

圖2. 基于單細胞轉錄組圖譜的豬腸道細胞景觀及營養(yǎng)吸收偏好差異

肝臟與微生物的協(xié)同調控

肝門靜脈區(qū)肝細胞在長白豬中高效參與膽固醇逆向轉運（SCARB1、LRP1）和膽汁酸合成（CYP7A1），而藍塘豬肝臟ANGPTL4表達升高，抑制脂蛋白脂肪酶活性。腸道微生物分析顯示，長白豬小腸菌群富含磷脂降解酶基因，促進脂質消化；藍塘豬結腸中丁酸產生菌（Clostridioides）更豐富，可能與抗病性相關。

圖3. 豬肝臟組織中與膽固醇代謝和膽汁分泌相關基因的獨特表達模式（上）、LT 和 LW 仔豬的豬腸道微生物群和脂質組的組成、豐度及注釋（下）

肌內脂肪生成新機制

肌肉組織中，藍塘豬的纖維-脂肪源性祖細胞（FAPs）亞群呈現更強?adipocytogenesis?潛能，偽時間軌跡分析發(fā)現LT富集基因（如ABCA6、APOD）促進脂質積累，而LW相關基因（如LIFR）抑制脂肪生成。

圖4.?聚類和偽時間軌跡揭示了豬肌肉組織的轉錄動態(tài)

PART.04研究意義

本研究首次在多組織水平揭示豬脂質代謝的細胞調控網絡，不僅為育種改良提供靶點，亦為人類肥胖、肌內脂肪異常沉積等代謝疾病機制研究提供大型動物模型借鑒。細胞轉錄組圖譜的豬腸道細胞景觀及差異性營養(yǎng)吸收偏好。

技術路線圖