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鹅脂肪肝(俗称鹅肥肝)是一种美味且富含营养的高档食品,有别于人和其他哺乳动物的病理性非酒精性脂肪肝(NAFLD),由短期填饲专门化肝用品种朗德鹅而形成。近年来,人和啮齿类模式动物的NAFLD研究表明,肠道菌群及其代谢物在NAFLD的形成中扮演重要角色。肠道菌群的代谢物可以通过影响肠道的蠕动、通透性、营养吸收、炎症反应以及通过血液循环间接影响其他组织中的基因表达等机制参与NAFLD形成。相对于这些在哺乳动物NAFLD上的研究成果,肠道代谢物与鹅肥肝这一独特的生理性脂肪肝之间的关系及其作用机制研究却非常稀少。本研究首先将80只70日龄朗德鹅公鹅随机分为填饲组和对照组(正常饲喂组),于填饲0天、12天和24天每组宰杀16只,采集肝脏和肠道(空、回、盲肠)内容物。运用非靶标GC-TOF-MS方法对肝脏和不同肠道段中的代谢物进行组学分析,筛选填饲组间的差异代谢物,并进行代谢通路分析。其次,通过细胞实验分析花生四烯酸和四氢皮质酮对关键基因表达的影响。最后,在日粮中添加乳酸填饲朗德鹅以证实乳酸对肝脏中补体基因表达的抑制作用。主要研究结果如下:1.相对于对照组,填饲24天会导致代谢物含量在肝脏(共187种,其中3种上升,184种下降)、空肠(共10种,其中4种上升,6种下降)、回肠(共33种,其中5种上升,28种下降)和盲肠(共124种,其中42种上升,82种下降)中发生显著性变化(VIP>1,P<0.05)。这些差异代谢物分属脂肪酸类、氨基酸类、有机酸类、胺类及其他种类化合物。不同肠道段具有各自特异的差异代谢物谱,这可能与各肠道段菌群组成差异有关,而肝脏和肠道共同拥有一些差异代谢物,提示肠道菌群可通过代谢物影响鹅肥肝形成。KEGG通路和代谢途径分析表明,差异性代谢物主要涉及脂肪酸生物合成途径,柠檬酸循环途径,线粒体中脂肪酸链延长途径,泛酸盐和辅酶A生物合成途径,糖酵解或葡萄糖异生途径,初级胆汁酸生物合成途径,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢途径等。其中,一些途径可能参与肝脏中的脂肪酸合成、线粒体功能改变和氧化应激等与脂肪肝形成密切相关的生物学过程。2.花生四烯酸(AA)、四氢皮质甾酮在肝脏和肠道中的含量与鹅肥肝形成存在关联,即在填饲24天后鹅肥肝中花生四烯酸的含量显著下降,而四氢皮质甾酮的含量在填肥后期鹅的回肠和盲肠中也显著下降。细胞试验表明中高浓度(0.5mmol/L、lmmol/L)的AA处理鹅原代肠细胞会显著诱导ALOX5的表达,提示在填饲的后期阶段鹅肥肝中AA含量的减少可能与氧化应激和炎症水平的降低有关。而用1 pmol/L浓度的四氢皮质甾酮处理鹅原代肝细胞会抑制CYP27A1基因的表达,提示四氢皮质甾酮含量在后期肥肝鹅的回肠和盲肠中的下降可通过CYP27A1影响胆固醇、甾醇等脂质的体内平衡,促进鹅肥肝的形成。3.乳酸在填饲鹅不同肠道段中的含量均高于对照组,而且在日粮中添加乳酸会抑制肝脏中C5的表达。这些发现证实了肠道中乳酸参与肝脏、肠道中补体基因的表达调控,进而影响肝脏的炎症水平。总之,肠道代谢物是鹅肥肝形成过程中的重要参与者,通过多种代谢途径发挥其生物学作用,其中花生四烯酸、四氢皮质甾酮和乳酸可能分别通过影响氧化应激、脂质平衡以及炎症水平参与鹅肥肝的形成。这些结果为今后更加深入地研究肠道中代谢物与鹅肥肝形成的关系及其作用机制奠定了基础。