文獻分享丨J Anim Sci肉牛孕期營養調控與一碳代謝
在反芻動物中，母體妊娠早期的營養狀態可通過“發育編程”影響后代的生長和健康。一碳代謝物（OCM）包括葉酸、維生素B₁₂、甲硫氨酸和膽堿等，是DNA甲基化的關鍵輔助因子，參與表觀遺傳調控。
2024年7月，美國北達科他州立大學Joel S. Caton團隊，在學術期刊《Journal of Animal Science》上發表了標題為“One-carbon metabolite supplementation increases vitamin B12, folate, and methionine cycle metabolites in beef heifers and fetuses in an energy dependent manner at day 63 of gestation”的文章，探究母體在懷孕早期通過改變體重增長速率并結合補充OCM對牛犢發育的影響，原文鏈接：https://doi.org/10.1093/jas/skae202。
實驗設計
采用2×2因子設計，將72頭安格斯雜交母牛分為四組：
CON-OCM組：正常體重增長，不補充OCM。
CON+OCM組：正常體重增長，補充OCM（維生素B12、葉酸、蛋氨酸和膽堿）。
RES-OCM組：限制體重增長，不補充OCM。
RES+OCM組：限制體重增長，補充OCM。
母牛在配種后63天進行屠宰，并采集母體血清、母體和胎兒肝臟、羊膜液（AMF）和尿囊液（ALF）樣本。
檢測與分析
血清檢測：化學發光法測定B₁₂和葉酸濃度；肝臟與體液代謝組學：超高效液相色譜-串聯質譜（UHPLC-MS/MS）分析葉酸循環中間產物及一碳代謝相關代謝物；數據統計：SAS軟件混合模型分析，評估營養限制與OCM補充的主效應及交互作用。
研究結果
1. 母體代謝顯著響應
OCM補充使母體血清B₁₂和葉酸濃度分別提高至903.9 ng/L和18.77 µg/L（對照組為428.5 ng/L和13.03 µg/L）；營養限制單獨增加母體血清B₁₂水平（RES組773.5 ng/L vs. CON組558.9 ng/L）。
2.胎兒代謝環境改變
OCM補充顯著提高胎兒羊膜液和尿囊液中5-甲基四氫葉酸濃度；限制組胎兒肝臟中胱硫醚水平升高（RES組1.49倍于對照組）。
3. 代謝通路偏移：
營養限制降低母體肝臟谷胱甘肽（抗氧化劑）和磷脂酰膽堿（細胞膜成分），但增加甘氨酸合成；OCM補充促進S-腺苷甲硫氨酸（SAM）生成，增強甲基供體供應，同時抑制絲氨酸代謝。
討論
本研究首次揭示了妊娠早期母體營養狀態與OCM補充對肉牛胎兒代謝的調控機制，OCM補充可有效提升母體及胎兒體液中的甲基供體水平，可能通過表觀遺傳途徑影響后代發育，適度營養限制雖未顯著改變胎兒肝臟代謝物，但通過調整母體代謝通路（如氧化應激和脂代謝）間接影響胎兒環境。這一發現為優化反芻動物孕期營養策略提供了重要理論依據。
