Einzelkern-RNA-Sequenzierung und Lipidomik enthüllen charakteristische Merkmale der Transkriptions- und Lipidzusammensetzung im Schweine-Langissimus-dorsi-Muskel

Abstract Hintergrund Der weltweite Fleischverbrauch pro Kopf nimmt weiter zu, insbesondere bei Schweinefleisch. Die Fleischqualität wird durch den Gehalt an intramuskulärem Fett (IMF) als Schlüsselfaktor beeinflusst. Der Langissimus-dorsi-Muskel von Dahe-Schweinen (DHM, IMF: 7,98% ± 1,96%) und Dahe-Schwarzen Schweinen (DHBM, IMF: 3,30% ± 0,64%) wurde untersucht, um die zelluläre Heterogenität und differentielle exprimierte Gene (DEGs) im Zusammenhang mit der IMF-Ablagerung mithilfe von Einzelkern-RNA-Sequenzierung (snRNA-seq) zu erforschen. Die Lipidzusammensetzung wurde anschließend mithilfe von nicht zielgerichteter Lipidomik analysiert. Ergebnisse Insgesamt wurden sieben Zellunterpopulationen identifiziert, darunter Myozyten, Fibroblast/Fibro/adipogene Vorläufer (FAPs), Satellitenzellen, Endothelzellen, Makrophagen, Perizyten und Adipozyten. Unter ihnen wurden FAPs und Adipozyten stärker fokussiert, da sie mit der Lipidablagerung assoziiert sein könnten. 1623 DEGs in der FAPs-Unterpopulation von DHBM waren im Vergleich zu DHM hochreguliert, während 1535 herunterreguliert waren. Diese DEGs reichern sich im Glykolyse/Gluconeogenese-Weg an. 109 DEGs waren in der Adipozyten-Unterpopulation von DHBM hochreguliert und 806 waren herunterreguliert, die hauptsächlich im PPAR-Signalweg und der Fettsäure (FA)-Biosynthese angereichert waren. Der Ausdruck von PPARG, ABP4, LEP und ACSL1 Genen war in DHM höher als in DHBM. Die Lipidomik zeigt charakteristische Merkmale der Schweinelipidzusammensetzung im Muskelgewebe. Insgesamt wurden 41 Lipidklassen und 2699 Lipidarten in den Gruppen DHM und DHBM identifiziert. Die zehn größten relativen Peak-Flächen der Lipidklassen in DHM und DHBM waren Triglycerid (TG), Phosphatidylcholin (PC), Phosphatidylethanolamin (PE), Phosphatidylserin (PS), Diglycerid (DG), Kardiolipin (CL), Ceramide (Cer), Simple Glc-Serie (Hex1Cer), Sphingomyelin (phSM) und Phosphatidylinositol (PI). Die relativen Peak-Flächen von 35 Lipidarten in DHM waren niedriger als in DHBM, während 28 Lipidarten höher waren. Es gab einen signifikanten Anstieg der TG-Fettsäureketten C6:0, C17:0 und C11:4 sowie einen signifikanten Rückgang von C16:0, C18:1, C18:2 und C22:4 in DHBM (p < 0,05). Fazit C16:0 FA könnte das Ausdrucksniveau des PPARG-Gens herunterregulieren, was zur Herunterregulierung von fettstoffwechselbezogenen Genen wie ACSL, PLIN2 und FABP4 in DHBM im Vergleich zu DHM führt. Dies könnte der Grund sein, warum die Lipidablagerungsfähigkeit von Dahe-Schweinen stärker ist als die von Dahe-Schwarzen Schweinen, was einer weiteren Untersuchung bedarf.