發(fā)布時間：2017-12-13 06:41

  本文關鍵詞：花生四烯酸（ARA）對草魚脂質(zhì)代謝的影響及其機制分析

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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)控機體脂質(zhì)代謝、生物學過程和免疫反應等方面發(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生長、成活率、抗應激、免疫過程、繁殖性能、色素沉積和骨骼生成等方面的影響,很少關注其在脂質(zhì)蓄積調(diào)控中的作用,而在哺乳動物中ARA及其代謝產(chǎn)物已被確認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,本論文開展了五個試驗,著重探討了ARA對草魚脂質(zhì)代謝的影響及其作用機制,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,在對照組最低。結果表明適量的ARA(0.30%)能夠通過調(diào)整脂代謝關鍵基因的表達抑制脂質(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。設計了三組等氮等能純化日糧,即無ARA(對照),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,但是ASA沒有恢復這些基因的表達水平。有趣的是,ARA增加了PPARα的表達,并且ASA能夠減弱該基因的表達水平。結果表明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)合成基因的表達有關。3、ARA對草魚脂肪生成具有雙重作用�；�于上一個試驗的研究結果,采用三組等氮等能純化日糧,即無ARA、ARA和ARA+ASA日糧對試驗魚進行4周和8周飼喂并進行采樣。結果顯示在第8周時,ara處理組ipfi和脂肪細胞大小均顯著低于對照組,并且這種脂肪生成的抑制能夠被asa恢復。而在第4周,ipfi和脂肪細胞大小在ara組顯著升高,并且與ara+asa組無明顯差異。為進一步探究ara對草魚脂肪細胞分化的影響,將ara與匯合時草魚前體脂肪細胞共孵育3天。發(fā)現(xiàn)ara以濃度依賴性的方式促進脂肪生成。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。結果表明ara具有對草魚脂肪生成的雙重作用,lox通路在ara短期處理促進脂肪生成過程中發(fā)揮重要作用,而cox通路可能是ara長期處理脂肪細胞后抑制脂肪生成的關鍵。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。采用了轉(zhuǎn)錄組學和dna甲基化組學整合分析飼喂ara或無ara(對照)日糧10周的草魚(10.21±0.10g)脂肪組織基因表達譜及甲基化狀態(tài)。rna-seq結果顯示有611個基因顯著上調(diào),973個基因顯著下調(diào)。日糧ara對不同ara代謝酶具有差異性調(diào)控作用,ara降低了細胞增殖、細胞分化和細胞凋亡相關基因的表達,上調(diào)了脂質(zhì)分解和膽汁酸合成相關基因;同時,ara降低了炎癥相關趨化因子、脂肪因子以及相關受體的基因表達,降低了氧化應激以及血管生成相關基因的轉(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個交合基因,其中4個與ara代謝相關,5個與細胞增殖相關,4個與細胞凋亡相關,11個與脂肪生成相關,2個脂肪酸代謝相關和14個炎癥相關。以上結果為全面理解ara對草魚脂肪組織在轉(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。設計了4組等氮等能純化日糧,即對照組,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,但僅ara組增加了肝胰臟脂肪甘油三酯脂肪酶(atgl)的表達。ara顯著降低了ipfi和腹腔脂肪細胞大小,但是epa沒有明顯的影響。同時,ara降低了脂肪生成基因ccaat/增強結合蛋白(c/ebpα)、lpl和fas的表達,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,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,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脂肪分解實現(xiàn)的,其中cox介導的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對草魚脂肪細胞發(fā)育具有時間相關的不同作用,在細胞分化初期lox途徑在促進脂肪生成過程中發(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在降低脂肪細胞發(fā)育的同時還降低了炎癥相關關鍵細胞因子和趨化因子基因的表達,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)蓄積和脂代謝相關基因方面比EPA作用更強。以上結果為闡明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。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S965.112
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本文編號：1284120