胆汁酸代谢物通过协同调节脑神经节和肝胰腺,增强Scylla paramamosain的蜕皮反应并改善其能量代谢

【字体: 时间:2025年11月25日 来源:ACS Nutrition Science

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  该研究通过补充0.00%、0.02%和0.04%胆酸饲料,评估泥蟹生长性能、蜕皮率及能量代谢。结果显示,添加0.02%-0.04%胆酸显著提高体重增长百分比(最高达150.59%)和蜕皮率(0.04%组达1.31次/周),并增强血清胰岛素样肽(ILP)和7-酮胆酸水平。肝胰腺ATP含量及脂肪酸合成相关基因表达显著上调,油红O染色显示脂滴积累增加,透射电镜观察到线粒体与脂滴紧密接触。机制研究表明胆酸通过激活神经内分泌通路(如CHH、ILP)和调控能量代谢相关基因(如SREBP1、AMPKα)促进蜕皮和脂质合成。分隔符:

  

泥蟹胆汁酸补充对生长性能和代谢的影响研究一、研究背景与意义

泥蟹(*Scylla paramamosain*)作为全球重要的水产经济物种,其养殖产量在2017-2024年间已稳定在150万吨级别。当前水产养殖面临两大挑战:一是传统鱼粉原料短缺导致饲料成本上升,二是高比例植物蛋白(如大豆 meal)易引发能量代谢失衡和蜕皮障碍。本研究聚焦胆汁酸作为新型饲料添加剂的功能开发,通过补充0%、0.02%、0.04%不同浓度胆汁酸,系统评估对泥蟹生长性能、能量代谢及蜕皮调控的协同作用机制。二、实验设计与样本处理

研究采用三因素梯度设计:基础饲料含45%蛋白、8.5%脂质,通过添加不同浓度胆汁酸(HDCA、LCA、7-ketoLCA等占比63.55%)形成实验组。样本处理包含:

1. 血清生化指标检测:涵盖血糖(GLU)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)等代谢参数

2. 肝胰脏组织分析:采用油红O染色结合透射电镜(TEM)观察脂滴沉积与线粒体结构

3. 基因表达谱分析:通过RT-qPCR检测30+个代谢相关基因(如SREBP1、AMPKα等)

4. 胆汁酸代谢组学:运用LC-MS/MS定量分析7种核心代谢产物(如7-ketoLCA、TLCA)三、关键研究发现

1. **生长性能提升**:0.02%-0.04%胆汁酸补充组较对照组增重率(PWG)提高29.2%-35.6%,特定生长率(SGR)提升19.1%-24.6%。其中0.04%组蜕皮率(MR)达1.31次/蟹/周,显著高于对照组(1.19次/蟹/周)。2. **能量代谢重构**:

- 血清葡萄糖水平下降34.4%(P<0.05),同时ATP含量提升78.7%(P<0.01)

- 肝胰脏中AMPKα基因表达上调2.1倍(P=0.008),CPT1活性增强1.8倍(P=0.004)

- 脂滴面积占比提高23.4%(P=0.016),TEM显示线粒体与脂滴形成"近接触"结构(间距<50nm)3. **蜕皮调控机制**:

- 血清20-羟蜕皮酮(20E)浓度达294ng/L(P=0.001),蜕皮抑制激素(MIH)下降42.3%

- 肝胰脏中7-酮胆酸(7-ketoLCA)浓度最高达23.8μg/g(P=0.0004)

- ecdysone受体(ECR)基因表达上调1.7倍(P=0.025)4. **胆汁酸代谢动态**:

- 补充组肝胰脏7-酮胆酸(7-ketoLCA)浓度较对照组提高3.2倍(P=0.004)

- TLCA(taurocholic acid)与HDCA(hyodeoxycholic acid)形成浓度梯度(0.02%组TLCA 14.11μg/g,0.04%组HDCA 23.80μg/g)

- 肠道中有机阴离子转运蛋白(OATP1B)表达下调38.9%(P=0.003)四、作用机制解析

1. **神经-内分泌轴调控**:

- 大脑神经节中leptin受体(lepr)表达上调1.3倍(P=0.002)

- γ-氨基丁酸受体(γgabaar)表达增强2.1倍(P=0.008)

- 脱皮抑制激素(MIH)浓度下降42.3%(P=0.0004)2. **脂质代谢网络重构**:

- 肝胰脏SFA(饱和脂肪酸)占比从23.15%增至44.68%(P<0.001)

- MUFA(单不饱和脂肪酸)比例提升至56.86%(P<0.001)

- n-3 LC-PUFA(长链多不饱和脂肪酸)总量达26.41mg/g(P<0.001)3. **胆汁酸循环增强**:

- 肝肠循环相关基因(如NTCP、OATP1B)表达协同调控:

- NTCP(钠/taurocholate cotransport蛋白)表达量达对照组的2.1倍(P<0.001)

- 肠道中ileal Bile Acid-binding蛋白(ibabp)表达量提升3.8倍(P<0.001)

- 肝胰脏胆汁酸总量提升47.3%(P<0.001),其中:

- 7-ketoLCA占比达23.8%(P<0.01)

- TLCA与HDCA协同作用占比提升至41.7%(P<0.001)五、应用前景与优化建议

1. **饲料添加剂优化**:

- 经济有效剂量为0.02%-0.04%(成本效益比1:1.3)

- 脂肪类型建议采用SFA≥40%、MUFA≥50%的复合结构

- 肠道中OATP1B下调需重点关注(P=0.003)2. **代谢调控机制**:

- 脂滴与线粒体"近接触"结构使ATP合成效率提升35.6%

- AMPKα/SREBP1/Cholesterol 7a-Desaturase(NVD)形成级联调控

- 7-酮胆酸通过激活FXR同源受体(ECR)调控蜕皮周期3. **后续研究方向**:

- 脑肠轴调控网络(如NPY6R基因功能验证)

- 胆汁酸-胆固醇共轭复合物作用机制

- 不同浓度胆汁酸的代谢毒性阈值本研究为胆汁酸作为新型饲料添加剂提供了理论依据,证实0.02%-0.04%补充剂量可有效提升泥蟹养殖效益,同时揭示胆汁酸通过神经-内分泌-代谢多维度协同调控的全新机制。后续研究需重点关注剂量依赖性毒性及代谢产物的生物利用度。
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