甜菜碱是一种三甲基甘氨酸衍生物，参与表观遗传过程，特别是脱氧核糖核酸(DNA)和组蛋白的甲基化。日粮中的甜菜碱或胆碱会氧化成甜菜碱，将甲基提供给同型半胱氨酸，将其转化为蛋氨酸，而甜菜碱本身则被甜菜碱—同型半胱氨酸甲基转移酶(Betaine-Homocysteine Methyltransferase，BHMT)转化为二甲基甘氨酸。蛋氨酸随后被转化为甲基供体S-腺苷蛋氨酸(S-Adenosylmethionine，SAM)，SAM是DNA甲基化的主要甲基供体。

在母猪的卵巢中，甜菜碱在卵母细胞减数分裂成熟期间隙连接(gap junctions)关闭前通过卵丘细胞运输，随后通过受精后产生的信号阈值调节跨膜衔接子1(Signalling Threshold-Regulating Transmembrane adapter 1，SIT1)转运蛋白来调节MII期卵母细胞中的甜菜碱。有证据表明BHMT的活性与在卵母细胞和囊胚中发生的甲基化过程上的叶酸循环有关。当叶酸循环被甲氨蝶呤(一种抗叶酸药物)抑制或BHMT表达被反义吗啉阻断时，小鼠囊胚内细胞群(Inner Cell Mass，ICM)的平均细胞数将会减少。这两种生理活动受到影响会严重影响ICM的发育和细胞数量的影响更为严重。此外，当BHMT和叶酸循环同时受到影响时，小鼠囊胚中的总SAM水平会下降近一半，DNA甲基化将会至少下降45％～55％。

母猪饲喂甜菜碱后，通过胆固醇代谢基因的表观遗传调控可以增加新生仔猪肝脏中胆固醇的含量。Hu等证明，给入孵种蛋的卵内注射甜菜碱液，可以通过胆固醇生物合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰-CoA还原酶(3-Hydroxy-3-MethylGlutaryl-CoA Reductase，HMGCR)提高出壳雏鸡血清和肝脏中胆固醇的水平。此外，该酶可以将胆固醇转化胆汁酸，其肝蛋白和mRNA酶的水平也下调，这[胆固醇-7α-羟化酶(Cholesterol-7 alpha-hydroxylase，CYP7A1)]将胆固醇转化为。另外，给入孵种蛋卵内注射甜菜碱可以提高所孵出雏鸡体内参与胆固醇生物合成和逆向转运的肝蛋白分子的水平。甜菜碱对雏鸡的表观遗传效应是通过新出壳雏鸡(经甜菜碱处理)肝脏中参与全基因组DNA和组蛋白H3甲基化的酶的蛋白质含量的改变来证实。Hu等报道了肝DNA甲基转移酶1和腺苷高半胱氨酸酶(adenosylhomocysteinase-like)(与基因组DNA高甲基化相关的酶)的水平提高以及肝组蛋白H3赖氨酸27三甲基化程度降低。

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