發(fā)布時(shí)間：2017-12-13 06:41

  本文關(guān)鍵詞：花生四烯酸（ARA）對(duì)草魚脂質(zhì)代謝的影響及其機(jī)制分析

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【摘要】：作為主要的n-6系列高不飽和脂肪酸(HUFA),花生四烯酸(ARA;20:4n-6)是重要的活性分子類二十烷酸的前體,其本身和代謝產(chǎn)物在調(diào)控機(jī)體脂質(zhì)代謝、生物學(xué)過程和免疫反應(yīng)等方面發(fā)揮重要的作用。過去ARA在魚類營養(yǎng)中的研究集中在其對(duì)生長、成活率、抗應(yīng)激、免疫過程、繁殖性能、色素沉積和骨骼生成等方面的影響,很少關(guān)注其在脂質(zhì)蓄積調(diào)控中的作用,而在哺乳動(dòng)物中ARA及其代謝產(chǎn)物已被確認(rèn)能夠影響脂肪生成和其他脂代謝過程。養(yǎng)殖草魚易在腹腔蓄積過多的脂肪,采用營養(yǎng)學(xué)途徑調(diào)控魚類的脂質(zhì)蓄積是水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要課題之一。因此,本論文開展了五個(gè)試驗(yàn),著重探討了ARA對(duì)草魚脂質(zhì)代謝的影響及其作用機(jī)制,以期為水產(chǎn)健康養(yǎng)殖及功能性飼料開發(fā)提供參考資料。獲得的主要結(jié)果如下:1、日糧0.3%ARA降低草魚體脂蓄積并提高魚體健康狀況。采用含不同水平ARA(0.00%、0.30%和0.60%)的三組等氮等能純化日糧飼喂草魚幼魚(6.87±1.18 g)60天。0.30%ARA組的腹腔脂肪指數(shù)(IPFI)和全魚的脂質(zhì)含量顯著低于對(duì)照組,且ARA組肝胰臟的脂質(zhì)含量明顯降低。在肝胰臟中和IPF組織中,過氧化物酶體增殖受體γ(PPARγ)和脂肪酸合成酶(FAS)的mRNA水平在ARA組顯著降低。血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)的活性在0.30%組最低,且顯著低于0.60%組。血清腫瘤壞死因子α(TNFα)和白介素6(IL-6)濃度隨著ARA含量的升高而下降。腎臟toll樣受體22(TLR22)和骨髓分化因子88(MyD88)的m RNA水平在0.30%組最高,在對(duì)照組最低。結(jié)果表明適量的ARA(0.30%)能夠通過調(diào)整脂代謝關(guān)鍵基因的表達(dá)抑制脂質(zhì)蓄積,通過降低血清轉(zhuǎn)氨酶活力和促炎因子的濃度以及提高腎臟免疫基因的表達(dá)提高草魚健康狀況。2、環(huán)氧合酶(COX)途徑代謝產(chǎn)物參與草魚脂質(zhì)蓄積調(diào)控。設(shè)計(jì)了三組等氮等能純化日糧,即無ARA(對(duì)照),ARA(0.30%),和ARA+ASA(乙酰水楊酸;COX抑制劑)日糧,飼喂草魚幼魚(27.65±3.05 g)8周。ARA降低了肝胰臟的脂質(zhì)含量,而ASA顯著恢復(fù)肝胰臟的脂質(zhì)蓄積。ARA顯著降低了肝胰臟FAS和硬脂酰CoA去飽和酶(SCD)的基因表達(dá),但是ASA沒有恢復(fù)這些基因的表達(dá)水平。有趣的是,ARA增加了PPARα的表達(dá),并且ASA能夠減弱該基因的表達(dá)水平。結(jié)果表明COX代謝產(chǎn)物在抑制草魚肝胰臟脂質(zhì)蓄積方面發(fā)揮重要的作用,并且該機(jī)制可能和其調(diào)控脂質(zhì)分解基因,而不是脂質(zhì)合成基因的表達(dá)有關(guān)。3、ARA對(duì)草魚脂肪生成具有雙重作用�；�于上一個(gè)試驗(yàn)的研究結(jié)果,采用三組等氮等能純化日糧,即無ARA、ARA和ARA+ASA日糧對(duì)試驗(yàn)魚進(jìn)行4周和8周飼喂并進(jìn)行采樣。結(jié)果顯示在第8周時(shí),ara處理組ipfi和脂肪細(xì)胞大小均顯著低于對(duì)照組,并且這種脂肪生成的抑制能夠被asa恢復(fù)。而在第4周,ipfi和脂肪細(xì)胞大小在ara組顯著升高,并且與ara+asa組無明顯差異。為進(jìn)一步探究ara對(duì)草魚脂肪細(xì)胞分化的影響,將ara與匯合時(shí)草魚前體脂肪細(xì)胞共孵育3天。發(fā)現(xiàn)ara以濃度依賴性的方式促進(jìn)脂肪生成。lox和pparγ抑制劑能夠減弱ara的促分化功能。但是在處理8天后,ara處理的脂肪細(xì)胞的脂質(zhì)含量相比油酸(oa)處理的顯著下降,并且asa能夠阻斷這一作用。結(jié)果表明ara具有對(duì)草魚脂肪生成的雙重作用,lox通路在ara短期處理促進(jìn)脂肪生成過程中發(fā)揮重要作用,而cox通路可能是ara長期處理脂肪細(xì)胞后抑制脂肪生成的關(guān)鍵。4、長期飼喂日糧0.3%ara降低草魚脂肪組織發(fā)育及炎癥反應(yīng)。采用了轉(zhuǎn)錄組學(xué)和dna甲基化組學(xué)整合分析飼喂ara或無ara(對(duì)照)日糧10周的草魚(10.21±0.10g)脂肪組織基因表達(dá)譜及甲基化狀態(tài)。rna-seq結(jié)果顯示有611個(gè)基因顯著上調(diào),973個(gè)基因顯著下調(diào)。日糧ara對(duì)不同ara代謝酶具有差異性調(diào)控作用,ara降低了細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá),上調(diào)了脂質(zhì)分解和膽汁酸合成相關(guān)基因;同時(shí),ara降低了炎癥相關(guān)趨化因子、脂肪因子以及相關(guān)受體的基因表達(dá),降低了氧化應(yīng)激以及血管生成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平等。通過整合分析轉(zhuǎn)錄組和差異dna甲基化基因,獲得了153個(gè)交合基因,其中4個(gè)與ara代謝相關(guān),5個(gè)與細(xì)胞增殖相關(guān),4個(gè)與細(xì)胞凋亡相關(guān),11個(gè)與脂肪生成相關(guān),2個(gè)脂肪酸代謝相關(guān)和14個(gè)炎癥相關(guān)。以上結(jié)果為全面理解ara對(duì)草魚脂肪組織在轉(zhuǎn)錄水平和表觀遺傳水平上的影響提供了參考資料。5、同等濃度下日糧ara在調(diào)控草魚脂質(zhì)蓄積作用上比二十碳五烯酸(epa)更強(qiáng)。設(shè)計(jì)了4組等氮等能純化日糧,即對(duì)照組,0.30%ara組,0.30%epa組和0.30%ara+epa(等量)組,飼喂草魚幼魚(10.21±0.10g)10周。結(jié)果顯示ara和epa降低了肝胰臟甘油三酯(tg)水平,伴隨著肝胰臟lpl活性(ara組)和hl活性(ara和epa組)的降低。轉(zhuǎn)錄水平,ara和epa降低了肝胰臟fas,二�；�甘油�；�轉(zhuǎn)移酶(dgat)和載脂蛋白e(apoe)的基因表達(dá),但僅ara組增加了肝胰臟脂肪甘油三酯脂肪酶(atgl)的表達(dá)。ara顯著降低了ipfi和腹腔脂肪細(xì)胞大小,但是epa沒有明顯的影響。同時(shí),ara降低了脂肪生成基因ccaat/增強(qiáng)結(jié)合蛋白(c/ebpα)、lpl和fas的表達(dá),增加了脂質(zhì)分解基因pparα、atgl、激素敏感性脂肪酶(hsl)和肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶(cpt)-1的表達(dá),而epa在調(diào)控這些基因方面作用較弱。表明ara在調(diào)控草魚脂質(zhì)蓄積方面的能力更強(qiáng),特別是在脂肪組織。綜上所述,1)日糧ara能夠有效降低草魚脂質(zhì)蓄積,其作用是通過抑制脂肪生成和促進(jìn)脂肪分解實(shí)現(xiàn)的,其中cox介導(dǎo)的ara代謝產(chǎn)物在調(diào)控脂質(zhì)分解能力方面發(fā)揮重要作用。2)ara對(duì)草魚脂肪細(xì)胞發(fā)育具有時(shí)間相關(guān)的不同作用,在細(xì)胞分化初期lox途徑在促進(jìn)脂肪生成過程中發(fā)揮重要作用,而在分化末期cox途徑參與抑制脂質(zhì)蓄積。3)ARA在降低脂肪細(xì)胞發(fā)育的同時(shí)還降低了炎癥相關(guān)關(guān)鍵細(xì)胞因子和趨化因子基因的表達(dá),且DNA甲基化在此過程中發(fā)揮重要作用。4)同等濃度下,日糧ARA在調(diào)控脂質(zhì)蓄積和脂代謝相關(guān)基因方面比EPA作用更強(qiáng)。以上結(jié)果為闡明ARA在調(diào)控草魚脂質(zhì)蓄積方面提供了參考資料和新的思路。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S965.112
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本文編號(hào)：1284120