随着生活水平的提高,人们对优质肉的需求越来越迫切,而优质肉主要取决于肌肉发育与脂肪沉积两个因素。为更好控制机体脂肪沉积水平,通过技术手段或遗传改良干预能使家畜体内丰富白色脂肪转化为能够产热的棕色脂肪是切实可行方式之一。促进白脂棕色化有助于控制家畜体内的脂质沉积能力,也可提高家畜瘦肉率、改善肉品质;同时,白脂棕色化能够提高动物耐寒性,特别是对初生仔畜的御寒能力具有较好的辅助作用,能够提高其成活率,降低生产成本和提高经济效益。研究发现高海拔环境下哺乳动物的棕色脂肪被激活,使白色脂肪中解偶联蛋白1（UCP1）的表达增加,促进脂质氧化分解,使产热增加;花青素可预防炎症引起的损伤,降低血清胰岛素和瘦素水平,减轻氧化应激和调节肝脏脂质代谢,降低脂质积累改善肥胖。但是,关于花青素在高海拔环境下对动物体内的脂肪沉积规律、白脂转化为棕脂以及脂肪产热机制等研究鲜有报道。本研究以C57BL/6J小鼠和互助八眉猪原代脂肪细胞为研究对象,采用分子生物学、转录组测序、网络药理学等方法,探究花青素对高海拔环境下动物机体内白脂棕色化的作用,筛选其作用靶点及信号通路,探讨其作用机制,以期为提高畜禽瘦肉率,改善肉品质。并有望通过促进白脂棕色化进而预防畜禽体内的代谢性疾病的发生,同时也可为预防和治疗人类肥胖症及2型糖尿病等提供研究基础。主要研究结果如下:1.不同海拔高度对动物白色脂肪棕色化的影响随着海拔的升高,小鼠体重和摄食量均降低（p<0.05）,血清中TC（P<0.05）、TG（P<0.001）和LDL（P<0.01）含量降低,HDL（P<0.05）含量增加,i NOS、COX-2、IL-6和HIF-1α含量降低（P<0.05）;小鼠脂肪细胞线粒体数目增加,线粒体形态和功能相关蛋白Prohibitin-1表达增加（P<0.05）,脂质储存基因Perilipin-1表达降低（P<0.05）;白脂棕色化相关基因UCP1、PGC-1α、FNDC5和PRDM16的表达增加（P<0.05）。在互助八眉猪原代脂肪细胞中验证了高海拔环境的影响,结果与体内实验结果相一致。结果显示,高海拔环境在一定程度上能够增加动物线粒体数目,改善脂质代谢,促进白脂棕色化过程,提高产热,降低机体肥胖的发生。2.花青素有促进高海拔环境下动物白脂棕色化作用花青素呈剂量依赖性的显著降低高海拔环境下肥胖小鼠体重（P<0.05）、血清中TC、TG和LDL含量（P<0.05）,显著增加HDL水平（P<0.05）,炎症因子i NOS、COX-2、IL-6和HIF-1α的含量均显著降低（P<0.05）;随着花青素浓度的增大,i WAT中脂肪细胞缩小,线粒体数量增加,脂滴缩小,线粒体生成相关基因Prohibitin1表达显著升高（P<0.05）,脂质储存基因Perilipin-1表达显著降低（P<0.05）;i WAT和BAT中白脂棕色化相关基因UCP1、PGC-1α、FNDC5和NRG4蛋白表达显著升高（P<0.05）。模拟高海拔环境,使用不同浓度花青素处理互助八眉猪原代脂肪细胞,结果与肥胖小鼠实验相一致。结果显示,花青素能够改善肥胖小鼠脂代谢功能,促进线粒体产生、抑制脂滴汇聚,加快棕色脂肪的燃烧利用,并促进动物白色脂肪棕色化过程。3.筛选出花青素促进高海拔环境下动物白脂棕色化的关键基因利用转录组测序技术,对高海拔下给予高浓度花青素处理的肥胖小鼠与正常小鼠i WAT进行转录组测序,筛选差异表达的基因,对差异表达的基因进行GO、KEGG、蛋白互作网络分析。结果发现有40个基因同时出现在两个对比分析结果中,进一步分析验证发现,花青素主要通过显著下调CD68、CXCR4、ADAM17、OAS3、CLEC4D、TREM2、CSF3R、F7、FGR、FPR1和IL1RN等基因和显著上调AGPAT2、GPT、HCAR1、IRS1、SLC2A4和MLXIPL等基因的表达（P<0.05）,抑制小鼠脂肪组织的积累,诱导白脂棕色化;通路富集分析结果表明,以上基因主要参与PI3K/Akt、HIF-1和胰岛素抵抗信号通路来调控肥胖的发生,提高能量代谢和诱导白脂棕色化过程。结果显示,花青素主要通过显著下调CD68、CXCR4、ADAM17基因表达抑制小鼠脂肪组织的积累并诱导其白脂棕色化。4.基于网络药理学筛选出花青素对高海拔环境下动物抗肥胖的作用靶点基于Pharm Mapper、Gene Cards和Dis Ge NET数据库共确定EGFR、ADAM17、LEP等27个花青素的作用靶点,随后采用String数据库和Cytoscape3.7.2软件对以上的作用靶点进行分析,并进行GO和KEGG通路分析,构建靶点-信号通路-生物过程网络图,应用网络药理学探究花青素调节脂质代谢的作用机制。结果确定花青素-肥胖的共同靶标参与的信号通路涉及PI3K/Akt信号通路、c GMP/PKG信号通路、FOXO信号通路、胰岛素抵抗、AMPK信号通路等60条信号通路。结果显示,花青素可能通过ADAM17介导PI3K/Akt信号通路调控肥胖小鼠的基因表达,激活脂肪组织棕色化过程。5.花青素通过下调高海拔环境下动物ADAM17激活PI3K/Akt信号通路调节动物白脂棕色化结合转录组测序和网络药理学分析结果,对PI3K/Akt通路与肥胖相关基因AAMD17相关性进行研究,发现肥胖小鼠是通过上调ADAM17抑制PI3K/Akt信号通路促进脂质沉积,在ADAM17促进脂质沉积的过程中PI3K/Akt信号通路被明显抑制;花青素通过下调高海拔环境下肥胖小鼠ADAM17的表达来激活PI3K/Akt信号通路促进白脂棕色化。结果显示,花青素在通过下调ADAM17激活PI3K/Akt信号通路,促进动物白脂棕色化。综上所述,花青素能改善高海拔环境下肥胖小鼠血脂水平,抑制炎症发生,改善肥胖小鼠脂代谢功能,促进线粒体的产生和抑制脂滴汇聚,加快棕色脂肪的燃烧利用并促进动物白色脂肪棕色化过程;花青素促进低氧诱导的互助八眉猪脂肪细胞白脂棕色化的发生。花青素是通过下调肥胖小鼠机体内ADAM17的表达并激活PI3K-Akt信号促进白脂棕色化作用。本研究结果可为调控家畜脂质代谢、提高瘦肉率、改善肉品质和良种选育提供一定的理论基础,同时丰富了人类肥胖及其相关代谢综合征的预防和治疗的实验研究基础。