不同初级胆汁酸对高脂饮食珍珠龙胆石斑鱼肝脏健康调节作用的比较研究

《Aquaculture Reports》：A comparison of effects of glycocholic acid, taurocholic acid, and cholic acid on liver health in pearl gentian grouper ( Epinephelus fuscoguttatus♂ × E. lanceolatus♀) fed a high-lipid diet

本研究针对高脂饲料诱发石斑鱼肝脏损伤的养殖难题，比较了甘氨胆酸(GCA)、牛磺胆酸(TCA)和胆酸(CA)三种初级胆汁酸的干预效果。研究发现TCA通过改善脂代谢（上调cpt1、atgl等脂解基因）、增强抗氧化能力（提高SOD、CAT活性）和抑制炎症因子（降低il1β、tnfα表达）显著缓解肝损伤，而GCA反而加重肝脏脂质沉积。研究首次系统揭示了不同胆汁酸通过肠-肝轴微生物-代谢物交叉对话的差异化调控机制，为水产饲料胆汁酸精准应用提供了理论依据。

　　

随着水产养殖业集约化发展，高脂饲料在石斑鱼养殖中的应用日益普遍。虽然高脂饲料能够降低对昂贵蛋白质的依赖，但长期摄入过量脂质会导致鱼类脂代谢紊乱、肝脏脂肪堆积、氧化应激和炎症反应，最终引发肝功能障碍和生长抑制。珍珠龙胆石斑鱼作为我国重要的经济养殖品种，其肝脏健康问题已成为制约产业可持续发展的瓶颈之一。

胆汁酸作为新型饲料添加剂，已被中国农业农村部批准使用。除了促进脂质吸收的传统功能外，胆汁酸还作为信号分子参与调节脂糖代谢、免疫反应和氧化应激平衡。然而，目前已发现的胆汁酸分子超过20种，不同结构胆汁酸的生理功能存在显著差异。此前研究多聚焦于单一胆汁酸的效果，缺乏系统比较不同初级胆汁酸作用差异及其机制的研究。为此，研究人员在《Aquaculture Reports》发表了最新成果，比较了甘氨胆酸(GCA)、牛磺胆酸(TCA)和胆酸(CA)三种初级胆汁酸对高脂饮食石斑鱼肝脏健康的影响。

研究团队设计了5组等氮等脂实验饲料：对照组(C，9.48%脂质)、高脂组(HL，16.70%脂质)以及三个胆汁酸添加组(HL基础上分别添加0.09%的GCA、TCA和CA)。将375尾初始体重(15.21±0.05 g)的珍珠龙胆石斑鱼随机分为15个水箱，每组3个重复，进行为期8周的养殖试验。研究采用组织化学染色、生化指标检测、qPCR、Western blot、16S rRNA测序和非靶向代谢组学等技术手段，系统评估了不同胆汁酸对生长性能、体组成、肝脏健康、脂代谢、胆汁酸代谢、肠道菌群和血清代谢物的影响。

3.1 生长性能与体组成

高脂饮食未显著影响石斑鱼的终末体重(FBW)、增重率(WGR)等生长指标。与高脂组相比，三种胆汁酸添加均未显著改变生长性能，但GCA组的FBW、WGR和特定生长率(SGR)显著低于对照组。在体组成方面，TCA处理显著降低了肌肉和肝脏的粗脂肪含量，提高了全体的粗蛋白沉积；而GCA和CA则促进了脂质积累。

3.2 肝脏组织学形态

高脂组肝细胞出现明显肿胀和弥漫性脂质空泡，部分细胞核溶解。TCA干预显著减轻了脂质沉积，肝细胞状态接近对照组；GCA组肝细胞异常更为严重，出现核排列紊乱和裂解现象；CA组与高脂组相似。血清丙氨酸转氨酶(ALT)活性在高脂组显著升高，TCA干预后降至最低水平。

3.3 免疫参数与氧化应激指标

高脂饮食显著提升了白细胞介素1β(il1β)、肿瘤坏死因子α(tnfα)等促炎因子表达。与高脂组相比，TCA显著下调了il1β和tnfα表达；GCA则进一步加剧炎症反应。在氧化应激方面，TCA显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性，降低了丙二醛(MDA)水平；GCA使MDA显著升高，抗氧化酶活性进一步降低。

3.4 脂质代谢

TCA干预显著降低了血清和肝脏中的总胆固醇(T-CHO)和甘油三酯(TG)含量。基因表达分析显示，TCA上调了脂肪甘油三酯脂酶(atgl)、肉碱棕榈酰转移酶1(cpt1)等脂解基因，下调了脂肪酸合成酶(fas)、固醇调节元件结合蛋白1(srebp1)等脂合成基因。Western blot结果证实TCA显著降低了SREBP1蛋白表达。

3.5 胆汁酸代谢

所有胆汁酸处理均增加了胆汁酸池大小，其中TCA效果最为显著，使肝脏、肠道和血清中的总胆汁酸(TBA)水平全面回升。TCA显著上调了胆汁盐输出泵(bsep)、法尼醇X受体(fxr)等转运体和受体基因表达，同时抑制胆固醇7α-羟化酶(cyp7a1)的合成限速酶表达。

3.6 肠道菌群组成与结构

门水平上以厚壁菌门(67.50%)和变形菌门(30.06%)为主。胆汁酸干预未显著改变菌群α多样性，但PCoA分析显示TCA和CA处理组与高脂组在群落结构上出现分离趋势。CA处理显著增加了葡萄球菌(Staphylococcus)和假单胞菌(Pseudomonas)等条件致病菌的相对丰度。

3.7 血清代谢组学特征

非靶向代谢组学鉴定到4389个差异代谢物。TCA处理显著下调了戊酸和己酸等短链脂肪酸水平；GCA则使戊酸浓度显著升高。在11种鉴定到的胆汁酸中，TCA和CA处理均显著提高了鹅去氧胆酸(CDCA)水平，而GCA使牛磺鹅去氧胆酸(TCDCA)显著增加。

3.8 血清代谢物与肠道菌群相关性

Spearman分析揭示了一系列显著相关性：丙酸与链球菌(Streptococcus)、乳酸球菌(Lactococcus)丰度正相关；丁酸与鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)负相关。鹅去氧胆酸(CDCA)与芽孢杆菌(Bacillus)呈正相关，而牛磺石胆酸与未分类的消化链球菌科负相关。

研究表明，三种初级胆汁酸对高脂饮食石斑鱼肝脏健康呈现出差异化调控作用。TCA通过促进脂质分解、增强抗氧化能力和抑制炎症反应显著改善肝脏健康；GCA反而加重肝损伤，可能与诱导TCDCA等毒性胆汁酸积累有关；CA干预效果相对有限。肠道微生物-胆汁酸代谢物交叉对话是介导不同胆汁酸效应的重要途径，其中CDCA可能是TCA发挥肝保护作用的关键信号分子。

该研究首次系统比较了不同初级胆汁酸在高脂饮食石斑鱼中的调控效应，揭示了胆汁酸结构-功能关系，为水产饲料中胆汁酸的精准选型提供了重要理论依据。研究结果对解决高脂饲料引发的肝脏健康问题具有重要实践指导意义，也为深入解析肠-肝轴互作机制提供了新视角。