人才强校 ｜ 中国农大李孟华团队在绵羊环境适应性方面取得新进展

中国农大新闻网讯 近日，中国农业大学动物科学技术学院李孟华教授团队在《通讯-生物》（Communications Biology）发表论文，以绵羊为模型揭示了哺乳动物利用脂肪组织适应极端环境的潜在机制。

为了适应温度变化与食物来源的不稳定性，动物进化出了特异性的器官或组织以及相对应的生理功能。棕熊在长达六个月的冬眠期依靠褐色脂肪产热来维持体温。肥尾沙鼠和大尾绵羊的尾巴、骆驼的驼峰都含有特化的脂肪组织，用于储存能量和水分。历史上，绵羊的尾脂作为一种美食被牧民所喜爱，但在现代畜牧生产中大脂尾已逐渐被淘汰。断尾或遗传改良的方法广泛被用来避免绵羊脂尾的形成。殊不知，脂尾赋予绵羊独特的代谢优势，利于其在恶劣的自然环境中存活。

冬季藏羊

样品采集示意图

在绵羊的传统生长环境中，夏季温暖，饲草丰富，绵羊营养充足；冬春季寒冷，牧草枯黄，绵羊食物短缺。在长期的进化与人工选择过程中，绵羊尾部沉积脂肪，膨大成多种类型的脂尾，在绵羊适应极端环境的过程中起到了重要作用。绵羊脂肪细胞在季节变换过程中不断经历着形态重塑。夏天能量供应过剩，绵羊尾部脂肪细胞沉积脂质，体积增大。冬天则动员脂肪细胞中的脂质给机体供能，以应对饲草短缺并抵御寒冷。脂肪细胞逐渐萎缩，脂尾变小。为揭示上述现象潜在的研究机制，研究人员通过对全球304只瘦尾型绵羊和221只脂尾型绵羊的基因组进行选择分析，发现了一些与前脂肪细胞命运决定（如BMP2和PDGFD）和脂肪细胞分化（如VEGFA）有关的基因，这些基因可能促进了脂肪形成早期阶段的脂肪细胞增生。进一步分别在冬、夏季从2种瘦尾羊和3种脂尾羊采集了皮下、肾周、网膜、肌间和尾部脂肪，进行多组学分析，发现脂尾羊由于尾部拥有更多数量的脂肪细胞，脂肪储存与动员能力更强，能够应对季节变化过程中能量储存与释放的需求。因此，相较于瘦尾羊，脂尾羊在冬夏季脂肪细胞形态重塑过程中细胞外基质蛋白重构温和、体积变化小，脂滴中脂肪酸组成扰动轻微，且炎症程度低。该研究揭示了脂尾羊相较于瘦尾羊在应对恶劣环境方面的代谢优势及其内在的遗传、生理机制。在全球气候变化的大趋势下，该研究成果为我国地方家畜品种遗传种质优势的发掘工作提供了新思路，有利于加快我国家畜创新育种进程。

脂肪组织环境适应性调控网络

博士后徐娅烯（现为北京农学院教师）和王波副教授为论文第一作者，李孟华教授和吕锋骅副研究员为论文通讯作者。本研究得到了国家自然基金、国家重点研发计划、第二次青藏高原综合科学考察和中国农业大学三亚研究院先导基金的资助。

文章链接: https://www.nature.com/articles/s42003-023-04523-9

供稿：动科学院

编辑：姜萍萍

责编：武慧媛