本期解讀

題目：Severe pantothenic acid deficiency induces alterations in the intestinal mucosal proteome of starter Pekin ducks

期刊：BMC GENOMICS

影響因子：3.969/Q1

合作技術：iTRAQ定量蛋白組學

一、研究背景

泛酸缺乏(PAD)可導致動物生長抑制和腸道功能減退。然而，其潛在的分子機制仍有待闡明。腸粘膜蛋白質組可能反映飲食對生理過程的影響。

二、技術路線

泛酸缺陷處理——幼鴨生長形態學分析——生理生化指標分析——iTRAQ蛋白質組學研究——WB驗證關鍵蛋白表達量——泛酸缺乏對鴨生長的綜合影響

三、實驗結果

選用128只1日齡白北京鴨，隨機分為2組，分別飼喂添加充足泛酸（對照組CON）和泛酸缺乏（PAD）飼糧。飼喂16 d后，每個重復取2只鴨，測量血漿參數、觀察腸道形態、利用LC-MS測量泛酸含量和基于iTRAQ進行腸黏膜蛋白質組學分析。結果表明，與CON組相比，PAD組出現高死亡率、生長遲緩、空腹低血糖、血漿胰島素降低和氧化應激。此外，PAD還引起小腸形態的改變，表現為十二指腸、空腸和回腸的絨毛高度和絨毛表面積降低。

iTRAQ蛋白組學數據表明，兩組十二指腸黏膜樣本共鑒定到22,973個肽段，比對到3345個蛋白。PAD鴨和CON鴨黏膜蛋白的相對豐度比較表明，與CON組相比，PAD鴨十二指腸黏膜蛋白質組中有198個蛋白表達上調，223個蛋白表達下調（FC大于1.5），并選取了兩個關鍵蛋白經Western blotting驗證。代謝通路注釋分析顯示PAD組糖酵解和糖異生、脂肪酸β氧化、三羧酸循環、氧化磷酸化、氧化應激和腸道吸收受到抑制，表明能量生成受損和腸道吸收異常。研究還發現，11個參與肌動蛋白細胞骨架調控的蛋白中有9個被上調，這可能說明PAD組腸道完整性降低。

四、小結

PAD導致鴨生長發育遲緩、空腹低血糖、小腸形態改變和氧化應激。我們進一步進行了蛋白質組學分析，研究了PAD對鴨十二指腸黏膜蛋白質組的影響。結果表明，PAD可能抑制糖酵解和糖異生、脂肪酸氧化、TCA循環和氧化磷酸化等能量生成過程，導致ATP生成受損。此外，PAD還可能引起小腸葡萄糖和脂肪吸收不良，這可以從四種相關蛋白的減少看出。此外，PAD可能會對腸道完整性和形態造成負面影響，因為參與肌動蛋白細胞骨架調控的大部分蛋白表達上調。綜上所述，PAD可能通過損害糖酵解和糖異生、脂肪酸氧化、三羧酸循環、氧化磷酸化、肌動蛋白細胞骨架和腸道吸收過程而導致腸道功能低下和生長抑制。這些發現增加了我們對PAD腸道功能減退機制的理解。