近日，Science China Life Sciences在線發(fā)表中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所李鳳娜研究員、周錫紅研究員團隊題為“Gut microbes–muscle axis in muscle function and meat quality”的綜述文章。文章圍繞“腸道微生物—肌肉軸”這一前沿研究領(lǐng)域，系統(tǒng)總結(jié)了腸道微生物如何通過多種機制影響肌肉功能與肉品質(zhì)，并深入探討其在人體健康和動物生產(chǎn)中的潛在應(yīng)用，為相關(guān)基礎(chǔ)研究和實踐提供了重要參考。
腸道微生物群被譽為“中樞代謝器官”，近年來越來越多的研究表明，腸道微生物不僅影響宿主的免疫與代謝狀態(tài)，還通過“腸道微生物—肌肉軸”這一作用通路，調(diào)節(jié)肌肉能量代謝、代謝產(chǎn)物合成、激素水平及免疫平衡，從而影響肌肉質(zhì)量、功能乃至整體健康。該綜述的發(fā)布有助于推動該研究領(lǐng)域的進一步發(fā)展，為畜牧業(yè)肉品質(zhì)量提升和肌肉相關(guān)疾病的干預(yù)提供了新思路。
盡管骨骼肌與腸道在生理結(jié)構(gòu)上存在距離，但研究發(fā)現(xiàn)二者之間通過大量信號分子建立了密切聯(lián)系。文章梳理了介導(dǎo)腸道微生物—肌肉互作的關(guān)鍵因素，歸納出包括短鏈脂肪酸、氨基酸、維生素、膽汁酸、抗生素、細胞因子、激素以及胞外囊泡在內(nèi)的八類主要介質(zhì)。
圖1介導(dǎo)腸道微生物-肌肉互作的8類因子
在分子機制層面，文章詳細闡述了腸道微生物群通過代謝產(chǎn)物及信號通路對肌肉功能的調(diào)控作用。例如，短鏈脂肪酸可激活A(yù)MPK信號通路，促進肌肉代謝和能量利用，有助于肌肉的生長和修復(fù)；微生物還可通過調(diào)節(jié)氨基酸代謝，影響肌肉蛋白質(zhì)的合成與降解，進而調(diào)控肌肉質(zhì)量；而菌群失衡則可能誘發(fā)炎癥和氧化應(yīng)激，損害肌肉功能。
圖2腸道微生物對肌肉免疫和氧化狀態(tài)的調(diào)節(jié)
除了對肌肉功能的影響，腸道微生物還對肉質(zhì)表現(xiàn)出顯著調(diào)控作用。文章從菌群組成與功能出發(fā)，探討了其對肌肉pH值、顏色、滴水損失、大理石花紋、剪切力、柔嫩度、多汁性與風(fēng)味等關(guān)鍵指標的影響，并指出腸道微生物可通過調(diào)節(jié)肌肉纖維類型轉(zhuǎn)換和脂質(zhì)代謝，改善肉品質(zhì)。
圖3腸道微生物群對家畜肉質(zhì)的影響
在應(yīng)用前景方面，研究團隊提出，應(yīng)充分發(fā)揮“腸道微生物—肌肉軸”的潛力，通過優(yōu)化飼糧配方、補充短鏈脂肪酸或氨基酸、調(diào)控微生物群組成等手段提升肉質(zhì)。同時，可利用胞外囊泡及其攜帶的生物活性物質(zhì)（如miRNA）進行肌肉或腸道相關(guān)疾病的干預(yù)和治療，拓展其在醫(yī)學(xué)和畜牧業(yè)中的應(yīng)用價值。
中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所博士研究生何羿文、胡竑為共同第一作者，李鳳娜研究員和周錫紅研究員為通訊作者。
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