《iMetaOmics》：Oleoylethanolamide regulates intestinal stem cell activity and villus size via PPARα signaling pathway
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本研究首次利用具有脂代谢差异的天然猪模型，揭示油酰乙醇胺（OEA）作为内源性PPARα配体，通过激活氧化磷酸化（OXPHOS）能量代谢通路促进肠道干细胞增殖分化，从而调控肠道绒毛形态发育和营养吸收效率。该发现为开发基于内源性脂信号分子的新型饲料添加剂提供了理论依据。
引言：脂代谢与肠道发育的奥秘
当代农业面临全球生产力增长与营养失衡并存的挑战，饲料成本占养猪生产总成本的60%-70%。小肠作为营养消化吸收的主要场所，其绒毛高度（VH）与消化吸收功能密切相关。肠道干细胞（ISC）稳态通过调控上皮更新决定绒毛形态，而脂代谢在ISC增殖分化和组织稳态中起关键作用。本研究选取脂代谢特性迥异的沙子岭猪（肥胖型）和约克夏猪（瘦肉型）作为对比模型，探索脂代谢差异对肠道发育的影响机制。
沙子岭猪展现更优的绒毛形态结构
通过比较6个发育阶段（30、60、90、150、210和300日龄）的肠道发育特征，发现沙子岭猪虽然小肠长度较短，但其十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度（VH）显著高于约克夏猪，且隐窝深度（CD）较浅，导致更高的VH/CD比值和绒毛表面积（VSA）。年龄相关分析显示，两种猪的VH和表面积均随年龄增长而增加，210日龄达到峰值，表明肠道吸收能力随发育逐步扩展。
干细胞活性与营养转运的品种差异
沙子岭猪空肠隐窝中Ki67阳性细胞数量虽随年龄增长而下降，但始终高于约克夏猪。同时，沙子岭猪绒毛和隐窝的内分泌细胞和杯状细胞数量也呈现年龄依赖性增加。消化酶活性检测显示，沙子岭猪碱性磷酸酶和双糖酶活性在90日龄达到峰值，且显著高于约克夏猪。营养转运蛋白基因（SGLT1、GLUT2、SLC6A19等）表达分析进一步证实沙子岭猪具有更强的营养转运能力。然而，两种猪的全肠道总能和粗蛋白消化率无显著差异，表明沙子岭猪通过增加VH、提升消化酶活性和营养转运表达来补偿较短的小肠长度，维持消化效率。
脂代谢通路的转录组学特征
KEGG富集分析显示，沙子岭猪肠道组织显著富集于脂肪消化吸收、胆固醇代谢、花生四烯酸代谢、类固醇生物合成、甘油磷脂代谢等通路。基因集富集分析（GSEA）进一步验证这些通路在沙子岭猪中呈正富集。RT-PCR结果与转录组数据一致，沙子岭猪脂肪消化吸收相关基因（CD36、DGAT2）、胆固醇代谢基因（CD36）、花生四烯酸代谢基因（GGT1、GGT5、CYP2B22）等表达均显著上调。
PPARα信号通路的关键作用
类器官实验显示，沙子岭猪来源的类器官出芽长度和生长面积显著大于约克夏猪。免疫组化证实沙子岭猪肠道隐窝中Olfm4+干细胞数量更多。转录组分析发现类器官中脂代谢通路富集模式与组织样本一致，其中过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）作为关键转录因子显著高表达。药理干预实验表明，PPARα拮抗剂GW6471抑制类器官出芽生长，而激动剂WY14643则促进出芽效率和干细胞标志物（Lgr5、Bmi1）表达。
脂质组学锁定关键代谢物OEA
LC-MS非靶向代谢组学分析发现，沙子岭猪肠道中25种代谢物上调，25种下调。KEGG富集显示差异代谢物主要聚集于甘油磷脂代谢通路，其中N-酰基乙醇胺（18:1）即油酰乙醇胺（OEA）作为PPARα内源性激动剂显著富集。相关性分析显示OEA与磷脂酰乙醇胺（PE）表达模式相似且功能正相关。
OEA通过PPARα调控干细胞活性的机制验证
OEA在动物组织中由PE经N-酰基转移酶（cPLA2β/PLATT）和NAPE-PLD催化生成。沙子岭猪中cPLA2β和NAPE-PLD高表达支持OEA的合成作用。NAPE-PLD抑制剂LEI-401处理可抑制类器官生长，而补充N-酰基乙醇胺（NAEs）可逆转此效应。浓度梯度实验表明OEA以剂量依赖性方式促进类器官出芽，并上调PPARα靶基因（CD36、CPT1A等）和干细胞标志物表达。GW6471共处理可拮抗OEA效应，证明OEA通过PPARα发挥作用。
氧化磷酸化介导能量代谢重编程
PPARα基因敲除（PPARα-KO）小鼠小肠VH显著降低，且OEA对WT小鼠类器官的促生长效应在PPARα-KO模型中被消除。转录组分析显示OEA处理下调糖酵解通路，上调氧化磷酸化（OXPHOS）活性。线粒体复合物I抑制剂鱼藤酮（Rotenone）可抑制类器官出芽并部分逆转OEA效应。双荧光素酶报告基因实验证实PPARα可直接结合ACAA2基因启动子区PPRE元件，OEA激活的PPARα可使启动子活性提高2倍。
膳食干预验证应用潜力
在（约克夏×长白）×杜洛克仔猪日粮中添加OEA或棕榈酰乙醇胺（PEA）后，空肠VH、CD、VW、VSA和VH/CD比值均显著增加。类器官培养显示处理组干细胞成瘤能力和出芽能力增强。组织学分析证实OEA显著增加Ki67阳性细胞、内分泌细胞和杯状细胞数量。刷状缘酶活性和营养转运蛋白表达同步提升，PEA组更表现出全肠道能量和粗蛋白消化率显著改善。
讨论与展望
本研究首次从天然脂代谢差异模型出发，揭示OEA-PPARα-OXPHOS轴通过能量代谢重编程调控肠道形态发育的新机制。沙子岭猪通过提升绒毛表面积和细胞分化效率补偿肠道长度缺陷，而膳食补充OEA/PEA可通过模拟这一通路改善商业猪种的营养利用效率。未来研究需深入解析NAEs结构-活性关系，并探索其在代谢应激和肠道疾病条件下的应用潜力。
结论
脂代谢通过OEA-PPARα-OXPHOS轴调控肠道绒毛形态发育。沙子岭猪中OEA通过激活PPARα增强ISC增殖分化，扩大吸收表面积，补偿较短肠管导致的吸收劣势。外源补充PEA可提高商品猪养分消化率，为基于内源性脂信号分子的营养调控提供新策略。
