近日，Science China Life Sciences在線發(fā)表中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所李鳳娜研究員、周錫紅研究員團隊題為“Gut microbes–muscle axis in muscle function and meat quality”的綜述文章。文章圍繞“腸道微生物—肌肉軸”這一前沿研究領域，系統(tǒng)總結了腸道微生物如何通過多種機制影響肌肉功能與肉品質，并深入探討其在人體健康和動物生產中的潛在應用，為相關基礎研究和實踐提供了重要參考。
腸道微生物群被譽為“中樞代謝器官”，近年來越來越多的研究表明，腸道微生物不僅影響宿主的免疫與代謝狀態(tài)，還通過“腸道微生物—肌肉軸”這一作用通路，調節(jié)肌肉能量代謝、代謝產物合成、激素水平及免疫平衡，從而影響肌肉質量、功能乃至整體健康。該綜述的發(fā)布有助于推動該研究領域的進一步發(fā)展，為畜牧業(yè)肉品質量提升和肌肉相關疾病的干預提供了新思路。
盡管骨骼肌與腸道在生理結構上存在距離，但研究發(fā)現(xiàn)二者之間通過大量信號分子建立了密切聯(lián)系。文章梳理了介導腸道微生物—肌肉互作的關鍵因素，歸納出包括短鏈脂肪酸、氨基酸、維生素、膽汁酸、抗生素、細胞因子、激素以及胞外囊泡在內的八類主要介質。
圖1介導腸道微生物-肌肉互作的8類因子
在分子機制層面，文章詳細闡述了腸道微生物群通過代謝產物及信號通路對肌肉功能的調控作用。例如，短鏈脂肪酸可激活AMPK信號通路，促進肌肉代謝和能量利用，有助于肌肉的生長和修復；微生物還可通過調節(jié)氨基酸代謝，影響肌肉蛋白質的合成與降解，進而調控肌肉質量；而菌群失衡則可能誘發(fā)炎癥和氧化應激，損害肌肉功能。
圖2腸道微生物對肌肉免疫和氧化狀態(tài)的調節(jié)
除了對肌肉功能的影響，腸道微生物還對肉質表現(xiàn)出顯著調控作用。文章從菌群組成與功能出發(fā)，探討了其對肌肉pH值、顏色、滴水損失、大理石花紋、剪切力、柔嫩度、多汁性與風味等關鍵指標的影響，并指出腸道微生物可通過調節(jié)肌肉纖維類型轉換和脂質代謝，改善肉品質。
圖3腸道微生物群對家畜肉質的影響
在應用前景方面，研究團隊提出，應充分發(fā)揮“腸道微生物—肌肉軸”的潛力，通過優(yōu)化飼糧配方、補充短鏈脂肪酸或氨基酸、調控微生物群組成等手段提升肉質。同時，可利用胞外囊泡及其攜帶的生物活性物質（如miRNA）進行肌肉或腸道相關疾病的干預和治療，拓展其在醫(yī)學和畜牧業(yè)中的應用價值。
中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所博士研究生何羿文、胡竑為共同第一作者，李鳳娜研究員和周錫紅研究員為通訊作者。