藏羊与湖羊盲肠代谢组差异及其对肠道炎症与能量代谢的影响
Differences in Cecal Metabolomics Between Tibetan Sheep and Hu Sheep and the Effects on Intestinal Inflammation and Energy Metabolism
摘要[目的]本研究旨在比较藏羊与湖羊盲肠的组织学结构及代谢谱特征,筛选关键差异表达代谢物(differentially expressed metabolites,DEMs),并进一步探究其在肠道炎症反应与能量代谢调控中的潜在作用机制.[方法]选取相同饲养条件下 6 月龄藏羊与湖羊公羊各 6 只,采集盲肠组织及其内容物.通过苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察盲肠黏膜形态;利用超高效液相色谱-串联质谱联用(UPLC-MS/MS)非靶向代谢组学筛选盲肠内容物的DEMs;基于KEGG数据库对筛选出的DEMs进行富集分析,利用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估候选代谢物的品种区分效能;并进一步采用冗余分析(redundancy analysis,RDA)与Spearman秩相关分析探讨核心DEMs与盲肠组织形态指标的关联性.[结果]组织学观察结果显示,湖羊盲肠黏膜结构完整,而藏羊盲肠组织出现炎症浸润与组织损伤特征.湖羊盲肠的隐窝深度和黏膜厚度均显著高于藏羊(P<0.05),杯状细胞数量极显著高于藏羊(P<0.01).非靶向代谢组学共鉴定出435种DEMs,主要参与氨基酸代谢、脂质代谢及内分泌相关通路.筛选出2种关键DEMs:血栓素B2和皮质醇.与湖羊相比,2种代谢物的相对丰度在藏羊盲肠中极显著上调(P<0.01).ROC分析显示,血栓素B2和皮质醇的曲线下面积均为1.000,具有极高的特异性与敏感性.RDA分析表明,盲肠隐窝深度、黏膜厚度和杯状细胞数量对2个品种间差异代谢物的解释率达99.52%.相关性分析表明,血栓素B2和皮质醇与盲肠隐窝深度、黏膜厚度及杯状细胞数量均呈极显著负相关(P<0.01).[结论]藏羊与湖羊盲肠在组织发育与代谢模式上存在显著差异,筛选出血栓素B?与皮质醇2种关键差异代谢物.本研究结果为阐明藏羊和湖羊盲肠的潜在代谢机制提供了参考,也为优化绵羊营养管理与健康养殖提供了理论依据.
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