Cpt1的抑制作用能够重塑能量稳态，并有助于吉贝尔鲤（Carassius gibelio var. CAS V）中蛋白质的沉积

《Aquaculture》：Cpt1 inhibition remodels energy homeostasis and assists protein deposition in gibel carp ( Carassius gibelio var. CAS V)

抑制gibel carp线粒体β-氧化通过etomoxir诱导能量代谢重编程，上调过氧化物酶体β-氧化及胰岛素敏感性相关akt磷酸化，促进肌蛋白沉积。

　　在这项研究中，科学家们关注了鱼类在代谢过程中对碳水化合物的利用效率。鱼类在利用碳水化合物方面通常表现出较低的效率，因此有必要探索如何增强它们的代谢能力，以提高能量利用效率。研究团队通过抑制线粒体脂肪酸β-氧化（FAO）来研究其对能量平衡的影响，并观察这种抑制是否会影响碳水化合物的利用以及蛋白质的消耗。研究对象是吉氏鲫鱼（*Carassius gibelio* var. CAS V），这是一种在中国淡水水产养殖中具有重要经济价值的鱼类，因其生长速度快而受到关注。

研究团队采用了一种实验方法，通过在饲料中添加或不添加0.25克/千克的ETO（一种Cpt1抑制剂）来喂养吉氏鲫鱼，持续时间为8周。随后，进行了葡萄糖耐量测试（GTT），以评估鱼类在不同代谢条件下对葡萄糖的处理能力。实验结果显示，抑制线粒体FAO不仅导致了脂肪在肝脏和肌肉中的异常沉积，还激活了过氧化物酶体中的FAO过程。同时，蛋白质激酶B（Akt）的磷酸化水平增加，表明胰岛素敏感性得到了改善。此外，葡萄糖转运蛋白4（Glut4）和葡萄糖激酶基因（gk）的表达上调，而糖原合成酶基因（fbp）的表达下调，这些变化表明葡萄糖利用能力增强，从而减少了糖原的积累。与此同时，与氨基酸相关的代谢物（SCMs）发生了显著变化，一些参与氨基酸合成的基因（DEGs）也表现出不同的表达模式。这些分子变化以及肌肉中蛋白质含量的增加，表明在抑制线粒体FAO的条件下，吉氏鲫鱼发生了蛋白质沉积的现象。

通过这些发现，研究团队得出结论：抑制线粒体FAO能够通过补偿性激活过氧化物酶体FAO和增强葡萄糖利用来重塑能量平衡，从而实现吉氏鲫鱼肌肉中的蛋白质沉积。这一研究不仅揭示了鱼类在代谢调控中的机制，也为水产养殖中如何提高碳水化合物利用效率提供了科学依据。

在水产养殖领域，鱼类作为重要的蛋白质来源，其养殖产量占据了亚洲总产量的63.4%。因此，研究如何提高鱼类对碳水化合物的利用能力，对于实现可持续的水产养殖具有重要意义。碳水化合物作为鱼类最经济的能源底物，其利用效率较高，因为其成本较低且能够节省蛋白质的消耗。然而，鱼类在调节葡萄糖平衡方面存在一定的障碍，高碳水化合物饮食容易引发物种特异性的代谢紊乱。例如，尼罗罗非鱼（*Oreochromis niloticus*）在摄入高碳水化合物饮食后会出现持续的餐后高血糖现象；大口黑鲈（*Micropterus salmoides*）则表现出病理性的肝糖原沉积和抗氧化防御功能受损；吉氏鲫鱼则出现脂肪异常沉积；而泥鳅（*Channa argus*）则表现出肠道上皮屏障功能障碍。这些现象表明，不同鱼类对高碳水化合物饮食的反应存在显著差异，因此需要针对不同物种进行具体研究，以找到最佳的代谢调控策略。

线粒体脂肪酸β-氧化（FAO）是细胞能量生产的重要过程，其抑制可能对能量平衡产生深远影响。通过药物或基因手段抑制线粒体FAO，可以调节细胞内的能量平衡，同时改善整体的代谢功能。Cpt1作为一种关键的调控靶点，因其在控制线粒体FAO中的作用而受到关注。在db/db小鼠中，抑制Cpt1可以降低血糖和果糖胺水平，从而显著改善血糖控制。同样，在接受高脂肪饮食的小鼠中，Cpt1的抑制能够缓解胰岛素抵抗，并通过上调骨骼肌葡萄糖转运蛋白4（Glut4）和磷酸化蛋白激酶B（p-Akt）的表达，增强碳水化合物的利用。令人惊讶的是，*cpt2*基因敲除的小鼠在长期高脂肪饮食暴露下并未表现出肝脂肪变性，反而通过抑制肝糖异生过程，减轻了高脂肪饮食引起的肥胖和葡萄糖不耐受现象。在鱼类中，*cpt1b*基因敲除的斑马鱼（*Danio rerio*）也表现出改善的葡萄糖清除能力，以及肝脏和肌肉中糖原含量的减少，这进一步说明了线粒体FAO在调节能量代谢中的重要作用。

过氧化物酶体在脂质代谢中发挥着重要作用，其独特的非常长链脂肪酸（VLCFA）β-氧化能力以及广泛的底物特异性使其成为重要的代谢器官。在* cpt1a*基因条件性敲除的小鼠中，尽管线粒体棕榈酸氧化受到抑制，但过氧化物酶体中的FAO酶表达上调，从而维持了VLCFA的代谢。此外，在* pparab*基因敲除的斑马鱼中，肝脏中的* pparaa*和* cpt1a*基因表达上调，表明在肝脏FAO调控中可能存在一定的功能冗余。这些研究结果表明，线粒体FAO的抑制可能会引发一系列代谢适应性变化，包括脂肪沉积、葡萄糖利用增加和蛋白质沉积的增强。

在吉氏鲫鱼的研究中，科学家们发现，当线粒体FAO受到抑制时，鱼类的能量供应模式发生了变化，葡萄糖氧化减少，同时一些与氨基酸代谢相关的基因表达下调，从而减少了氨基酸的分解，促进了蛋白质的沉积。这一现象与尼罗罗非鱼的研究结果相似，表明线粒体FAO的抑制可能会引发一系列代谢适应性变化，包括脂肪沉积和蛋白质沉积的增强。这些变化可能表明，线粒体FAO的抑制能够通过激活过氧化物酶体FAO和增强葡萄糖利用来重塑能量平衡，从而实现蛋白质沉积。这一发现不仅揭示了鱼类在代谢调控中的机制，也为水产养殖中如何提高碳水化合物利用效率提供了科学依据。

在实验设计中，研究团队首先准备了两种饲料：一种是添加了0.25克/千克的ETO（一种Cpt1抑制剂），另一种则是不添加ETO的对照饲料。这两种饲料的配方参考了之前的实验研究（Li et al., 2019），并确保了饲料的质量和纯度。实验过程中，吉氏鲫鱼从 Zhenghao Fish Sprout Co., Ltd. 获得，并按照标准的驯化管理方法进行饲养。这一阶段的实验旨在确保鱼类在实验开始前处于稳定的状态，并为后续的实验提供良好的基础。

实验结果显示，不同饲料对吉氏鲫鱼的特定生长率（SGR）、饲料效率（FE）、体况系数（CF）以及体成分没有显著影响，但对肝脏重量指数（HSI）、内脏重量指数（VSI）和肠系膜脂肪指数（MFI）产生了显著的降低效果。这表明，抑制线粒体FAO可能对鱼类的器官发育和脂肪沉积产生影响。同时，虽然鱼类的体成分、蛋白质保留效率（PRE）和脂肪保留效率（LRE）没有显著变化，但肌肉中的粗蛋白含量显著增加。这一现象表明，抑制线粒体FAO可能促进了蛋白质的沉积，而这一过程可能与能量代谢的重新分配有关。

在讨论部分，研究团队指出，越来越多的证据表明，Cpt1的药理学抑制能够显著提高碳水化合物的利用效率，并改善胰岛素敏感性。在骨骼肌特异性* cpt1b*基因敲除的小鼠中，抑制线粒体FAO能够显著增加葡萄糖利用。类似的代谢适应性变化也出现在尼罗罗非鱼中，表明不同鱼类在面对高碳水化合物饮食时可能会表现出相似的代谢调控机制。这些发现不仅支持了线粒体FAO在能量代谢中的重要性，也为水产养殖中如何优化碳水化合物利用提供了理论依据。

研究团队进一步指出，吉氏鲫鱼作为重要的经济鱼类，其生长速度快，因此在水产养殖中具有重要的应用价值。然而，吉氏鲫鱼在面对高碳水化合物饮食时，可能会出现一系列代谢紊乱，包括胰岛素敏感性的降低和糖原的异常积累。因此，研究如何通过抑制线粒体FAO来优化吉氏鲫鱼的代谢能力，具有重要的实际意义。此外，ETO作为一种Cpt1抑制剂，已被证明能够改善胰岛素刺激下的Glut4转运，尽管同时伴随着肌肉中甘油三酯（TG）的积累。这一现象表明，Cpt1的抑制可能会对能量代谢产生双重影响，既可能导致脂肪沉积，也可能促进葡萄糖利用和蛋白质沉积。

研究团队还提到，这一研究的成果可能对水产养殖的可持续发展产生深远影响。通过了解鱼类在不同代谢条件下的反应，可以为优化饲料配方和提高养殖效率提供科学依据。此外，研究团队还希望为水产养殖中的碳水化合物利用提供理论支持，以实现更高效的能量利用和蛋白质沉积。这些研究结果不仅有助于理解鱼类的代谢机制，也为未来水产养殖技术的改进提供了新的思路。

在结论部分，研究团队总结了抑制线粒体FAO对吉氏鲫鱼能量代谢的影响。研究结果显示，通过添加ETO抑制Cpt1，能够显著降低线粒体FAO的活性，从而导致肝脏和肌肉中的脂肪沉积。同时，过氧化物酶体中的FAO活性增加，表明在抑制线粒体FAO的情况下，鱼类可能通过激活过氧化物酶体FAO来补偿能量代谢的不足。此外，肝脏中的Akt蛋白磷酸化水平增加，表明胰岛素敏感性得到了改善，从而促进了葡萄糖的利用。这些变化表明，抑制线粒体FAO能够通过多种机制来重塑能量平衡，包括脂肪沉积、葡萄糖利用和蛋白质沉积的增强。

这一研究不仅揭示了吉氏鲫鱼在代谢调控中的机制，也为水产养殖中如何优化碳水化合物利用提供了科学依据。通过了解鱼类在不同代谢条件下的反应，可以为优化饲料配方和提高养殖效率提供新的思路。此外，研究团队还希望为水产养殖中的碳水化合物利用提供理论支持，以实现更高效的能量利用和蛋白质沉积。这些研究结果不仅有助于理解鱼类的代谢机制，也为未来水产养殖技术的改进提供了新的思路。

研究团队还提到，这一研究的成果可能对水产养殖的可持续发展产生深远影响。通过了解鱼类在不同代谢条件下的反应，可以为优化饲料配方和提高养殖效率提供科学依据。此外，研究团队还希望为水产养殖中的碳水化合物利用提供理论支持，以实现更高效的能量利用和蛋白质沉积。这些研究结果不仅有助于理解鱼类的代谢机制，也为未来水产养殖技术的改进提供了新的思路。

在实验过程中，研究团队采用了多种分析方法，包括代谢物分析、基因表达分析以及组织学观察。这些方法能够全面评估鱼类在不同代谢条件下的反应，并为研究提供可靠的科学数据。此外，研究团队还对实验结果进行了深入分析，以确定抑制线粒体FAO对能量代谢的具体影响。这些分析结果表明，抑制线粒体FAO能够通过多种机制来重塑能量平衡，包括脂肪沉积、葡萄糖利用和蛋白质沉积的增强。

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