10月30日，我院潘玉春/王起山教授课题组在《Microbiome》期刊正式发表题为“Eubacterium siraeum suppresses fat deposition via decreasing the tyrosine-mediated PI3K/AKT signaling pathway in high-fat diet-induced obesity”的学术论文。该工作以中国地方猪莱芜猪和培育品种鲁莱黑猪为研究模型，鉴定了一株抑制脂肪沉积的菌株——惰性真杆菌，并揭示其调控脂肪沉积的作用机制。本研究为后续利用惰性真杆菌抑制猪皮下脂肪沉积提供了新思路。同时，这一发现也为预防人类肥胖及相关慢性代谢性疾病提供了理论参考。
在这项研究中，研究者对比莱芜猪和鲁莱黑猪的宏基因组，发现4株群体显著富集的微生物菌株，即Eubacterium siraeum, Treponema bryantii, Clostridium sp. CAG:413 和Jeotgalibaca dankookensis。线性判别分析还显示两种猪的血液代谢组有49种差异代谢物，其中丹参酮IIA和蜂王浆酸等多种代谢物具有抑脂功能，E. siraeum与这些抑脂代谢物显著相关。此外，E. siraeum的编码基因和代谢物功能也富集在脂质代谢相关通路中。
小鼠实验结果显示E. siraeum分泌的代谢物可以在一定程度上抑制肥胖小鼠的体重增长，减小皮下脂肪细胞体积，增加褐色脂肪细胞数量，降低瘦素、白细胞介素-6和胰岛素的分泌。进一步检测小鼠的粪便代谢物和血液代谢物，发现实验组小鼠酪氨酸（tyrosine）的含量显著降低。此前，已有研究报道E. siraeum可以降解酪氨酸，并利用酪氨酸作为生长的碳源和氮源。上调的血液代谢物功能显著富集于PIP2水解，而被抑制的代谢物主要富集于PI3K/AKT信号通路，说明小鼠的血液环境发生了重要的生理调整，即PI3K/AKT信号通路的活性降低。这将导致这条路径上的脂质合成被削弱。值得注意的是，在血液代谢组里发生显著差异的代谢通路中，酪氨酸仅对PI3K/AKT信号通路产生调控作用，即酪氨酸作为辅因子促进ATP水解成ADP和磷酸基团，酪氨酸和磷酸基团的减少将阻碍PI3K/AKT信号通路中关键蛋白的磷酸化。有趣的是，E. siraeum的221个编码基因也富集至PI3K/AKT信号通路中，这意味着该菌株主要由此给宿主提供互利共生的“好处”。
浙江大学动物科学学院博士后赖雪霜为论文第一作者，潘玉春教授和王起山教授为通讯作者。这项工作得到了三亚市科技创新专项、山东省农业良种工程等基金资助。
论文链接：https://doi.org/10.1186/s40168-024-01944-4
（潘玉春教授课题组供稿）
科研与开发科
2024年11月6日