《Veterinary and Animal Science》：Dietary oils modulate inflammatory and oxidative responses in pigs: Associations with hepatic gene expression
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本研究针对不同膳食油脂对猪模型炎症与氧化平衡的调控机制尚不明确的问题，通过补充3%大豆油（SO）、菜籽油（CO）或鱼油（FO）的饲料干预，系统评估了其对肝脏和血清细胞因子水平、氧化应激指标及基因共表达网络的影响。结果表明，三种油脂通过差异调节IL-10、IFN-γ、TNF-α等关键炎症因子及相关基因模块（如Cyan、Darkorange2模块），呈现出独特的抗炎/促炎平衡模式，且CO显著增强次氯酸清除能力（IC50降低）。研究首次将油脂类型、免疫指标与肝转录组模块关联，为精准营养策略提供分子依据。
在人类代谢疾病研究和畜牧业生产中，猪因其生理结构与人类高度相似，成为不可或缺的实验模型。随着对功能性食品和精准营养需求的提升，如何通过膳食干预优化猪的健康状态并提升肉品品质，成为交叉学科的研究热点。脂肪酸（FAs）作为重要的营养信号分子，其组成差异可能通过调控脂代谢、炎症反应和氧化平衡，深刻影响机体健康。然而，不同来源的食用油脂（如富含n-6多不饱和脂肪酸的大豆油、n-9单不饱和脂肪酸丰富的菜籽油，以及富含n-3多不饱和脂肪酸的鱼油）对猪机体炎症和氧化应激的具体影响模式及其背后的分子机制，尚未被系统阐明。传统研究多局限于表型指标，缺乏与基因组学数据的整合分析，限制了在分子层面理解营养-免疫互作的能力。为此，来自巴西路易斯·德·凯罗斯农业学院的研究团队在《Veterinary and Animal Science》上发表论文，深入探究了三种不同膳食油脂如何通过调节肝脏基因表达网络，进而影响猪的炎症和氧化应激状态。
研究人员为开展此项研究，主要应用了以下几项关键技术方法：研究选取27头免疫去势雄性大白猪，随机分为三组，分别饲喂添加3%大豆油（SO）、菜籽油（CO）或鱼油（FO）的玉米-豆粕型日粮，持续98天。实验结束时采集肝脏组织和血液血清样本。利用酶联免疫吸附测定（ELISA）定量肝脏和血清中的白细胞介素（IL）-10、干扰素（IFN）-γ、IL-1β、IL-6、IL-18和肿瘤坏死因子（TNF）-α等细胞因子水平。采用氧自由基吸收能力（ORAC）法和次氯酸（HOCl）清除试验评估血清抗氧化能力。通过RNA测序（RNA-Seq）获取肝脏转录组数据，并利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）构建基因模块，将模块特征基因与细胞因子表型进行关联分析，进而对关键模块进行基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，以揭示潜在的生物学通路和分子机制。
细胞因子在肝脏和血液血清中的丰度
通过ELISA检测发现，膳食油脂对细胞因子的影响具有组织特异性。在肝脏组织中，SO组猪只的抗炎细胞因子IL-10水平显著高于CO组，而CO组猪只的促炎细胞因子IFN-γ水平则显著高于SO组，FO组的各项细胞因子水平与SO、CO组无显著差异。值得注意的是，在血液血清中，所有细胞因子水平在各处理组间均无统计学差异，这表明膳食油脂的干预主要影响了肝脏局部的炎症环境，并未引发全身性的系统炎症。
脂肪酸谱
实验日粮的脂肪酸组成分析清晰展示了三种油脂的差异。SO日粮富含亚油酸（C18:2 n-6），总多不饱和脂肪酸（PUFA）比例最高（44.80%）；CO日粮以油酸（C18:1 n-9）为主，单不饱和脂肪酸（MUFA）含量最高（53.36%）；FO日粮则含有特有的二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），总饱和脂肪酸（SFA）比例最高（26.74%）。这种脂肪酸组成的差异是导致后续表型和基因表达差异的物质基础。
抗氧化分析
在氧化应激指标方面，CO日粮表现出最强的次氯酸（HOCl）清除能力，其IC50值显著低于SO和FO组，意味着CO能更有效地中和这种由炎症产生的活性氧分子。而在衡量总抗氧化能力的ORAC assay中，三组之间未观察到显著差异。这表明CO在对抗特定类型的氧化应激（如由髓过氧化物酶反应产生的HOCl）方面可能具有独特优势。
WGCNA及模块特征基因与细胞因子性状的相关性
研究最核心的发现来自于基因共表达网络分析。WGCNA成功构建了24个基因共表达模块，并发现这些模块与特定的细胞因子水平存在显著关联，揭示了超越简单细胞因子浓度变化的复杂调控网络。例如，对于SO日粮，Cyan模块和Greenyellow模块与抗炎因子IL-10呈正相关，而Lavenderblush3模块与促炎因子TNF-α呈正相关。对于CO日粮，Darkorange2模块与促炎因子IFN-γ呈强正相关，而Blue模块和Darkorange模块则与促炎因子IL-6和IL-18呈负相关。对于FO日粮，Darkorange模块和Lightpink4模块均与促炎因子TNF-α呈负相关。这些关联表明，不同的油脂通过调控不同的基因网络模块，对炎症反应进行着精细的“微调”。
功能富集分析
对上述关键模块进行功能富集分析，进一步阐明了其生物学意义。与CO日粮IFN-γ正相关的Darkorange2模块，其核心基因（Hub Gene）为DNAJB11，该模块显著富集于蛋白质折叠、N-糖基化生物合成等通路，提示CO可能通过影响内质网中的蛋白质加工来参与IFN-γ相关的免疫应答。与SO日粮IL-10正相关的Cyan模块（Hub Gene: CMPK2）富集于I型干扰素信号通路等免疫相关过程，Greenyellow模块（Hub Gene: SCAF8）则与细胞大分子代谢过程相关。与FO日粮TNF-α负相关的Lightpink4模块则富集于细胞周期、DNA复制等过程，暗示鱼油可能通过影响细胞增殖相关通路来抑制TNF-α的表达。此外，一些模块还富集到自然杀伤细胞介导的细胞毒性、MAPK信号通路、非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）等与免疫和代谢密切相关的通路。
核心基因
研究通过cytoHubba插件识别了每个关键模块的核心基因（Hub Gene），这些基因在模块中处于网络中心位置，可能发挥关键调控作用。例如，DNAJB11（CO饮食，与IFN-γ相关）、CMPK2和SCAF8（SO饮食，与IL-10相关）等。这些基因为后续深入探究膳食油脂调控免疫的具体靶点提供了重要线索。
综上所述，本研究通过整合表型数据与多组学分析，有力地证明了膳食油脂的脂肪酸组成能够特异性调节猪肝脏的炎症和氧化应激状态，这种调节作用与肝脏基因共表达网络的变化密切相关。SO饮食倾向于诱导抗炎因子IL-10及相关基因模块的表达；CO饮食在提升IFN-γ的同时，也能增强特定抗氧化能力并负向调控IL-6和IL-18相关模块；FO饮食则显示出抑制TNF-α相关基因网络的趋势。这些发现不仅深化了对膳食脂肪酸免疫调节功能的理解，为利用猪模型研究人类代谢性疾病提供了新的视角，也为畜牧业中通过定制化日粮油脂配方来改善动物健康、提升畜产品品质提供了重要的理论依据和潜在的分子靶点。这种将营养干预、免疫表型与深层分子机制相连接的研究策略，对未来精准营养学的发展具有重要的启示意义。
