Try和Amy在青鳉（Oryzias latipes）的摄食、消化、生长和发育中的作用：来自比较基因敲除研究的见解

《Journal of Zhejiang University-SCIENCE B》：Roles of try and amy in feeding, digestion, growth, and development of the Japanese medaka (Oryzias latipes): insight from a comparative gene knockout study

胰蛋白酶基因敲除导致斑马鱼幼虫消化能力下降、肠道发育异常及成体生长代谢障碍，证实胰蛋白酶对幼虫发育至关重要。

　　

摘要

鱼类的消化酶在幼体阶段对食物消化至关重要，但目前仍缺乏能够充分证明这些消化酶功能及其必要性的证据。在这项研究中，我们首次利用 clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated 9 (Cas9) 技术在日本青鳉（Oryzias latipes）中生成了胰蛋白酶（try）基因和淀粉酶（amy）基因。删除 try 基因后，try^?/? 青鳉幼体的胰蛋白酶表达显著下降，消化能力也随之减弱；在孵化后 8.5 小时时，这些幼体的消化道中观察到了未完全消化的卤虫。此外，在孵化后 15 天内，try^?/? 青鳉幼体的肠绒毛高度和整体体长也显著减少。然而，删除 amy 基因并未影响 4 天龄 amy^?/? 青鳉幼体的消化能力，仅在 15 天龄的 amy^?/? 青鳉幼体消化道中观察到少量未完全消化的卤虫。进一步分析表明，try^?/? 成年青鳉的生长、氮代谢及肠道微生物情况显示，其体长和体重显著下降，血液中的天冬氨酸氨基转移酶（AST）和丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性显著升高。对肝脏和肠道组织的病理观察发现，try 基因敲除会导致肝细胞出现液泡变性、肠壁变薄、绒毛排列稀疏以及绒毛高度降低。高通量 16S 核糖体 RNA (rRNA) 测序结果显示，try 基因敲除降低了肠道微生物的多样性。这些发现证明，胰蛋白酶对青鳉幼体至关重要，因为它持续影响着它们的生长、氮代谢和肠道发育。