近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)袁業(yè)現(xiàn)教授課題組在《Cell Metabolism》期刊上發(fā)表題為“Microbial-derived 3-phenylpropionic acid orchestrates immune–progenitor cell crosstalk to promote beige adipogenesis and energy expenditure”的研究成果。西北農(nóng)林科技大學(xué)袁業(yè)現(xiàn)教授、吳江維教授和美國(guó)伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校Yuwei Jiang教授為共同通訊作者。動(dòng)科學(xué)院在讀博士生李德富、青年教授夏博、伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校Ruoci Hu為共同第一作者。

該研究鑒定出一種在冷暴露條件下顯著富集的腸道微生物代謝物—3-苯基丙酸（3-PPA），其主要由腸道普雷沃氏菌產(chǎn)生。為了驗(yàn)證3-PPA在豬冷適應(yīng)中的關(guān)鍵作用，研究比較了耐寒藏豬與寒冷敏感巴馬豬在冷暴露前后的3-PPA代謝變化。結(jié)果顯示，冷暴露前藏豬血清和結(jié)腸組織中的3-PPA水平顯著高于巴馬豬，隨著冷暴露時(shí)間增加（3d），藏豬和巴馬豬結(jié)腸與血清中3-PPA水平顯著升高，且藏豬3-PPA水平仍顯著高于巴馬豬。此外，3-PPA處理豬原代脂肪細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，其能夠上調(diào)產(chǎn)熱相關(guān)基因（UCP3, CIDEA, DIO2）的轉(zhuǎn)錄和產(chǎn)熱關(guān)鍵蛋白UCP3的表達(dá)，表明3-PPA具有調(diào)控豬脂肪代謝作用。

機(jī)制上，3-PPA通過作用于米色脂肪組織內(nèi)M2樣巨噬細(xì)胞膜上的游離脂肪酸受體1（FFAR1），刺激其分泌C-X-C基序趨化因子13（CXCL13）。CXCL13進(jìn)而招募T濾泡輔助細(xì)胞（Tfh），并通過Tfh細(xì)胞表面的C-X-C趨化因子受體5（CXCR5）信號(hào)，促進(jìn)白細(xì)胞介素-4（IL-4）的分泌，最終調(diào)控米色脂肪細(xì)胞的生成。通過譜系追蹤分析，進(jìn)一步證實(shí)3-PPA誘導(dǎo)產(chǎn)生的米色脂肪細(xì)胞主要來源于平滑肌肌動(dòng)蛋白陽(yáng)性（SMA+）的脂肪祖細(xì)胞。