大西洋鳕鱼幼体肝脏发育：胆道ABC转运蛋白与肝空泡化的组织形态学分析

《Fish Physiology and Biochemistry》：Liver development in Atlantic cod (Gadus morhua L.) larvae: Histomorphological analysis of biliary ABC transporters and hepatic vacuolization

为解决大西洋鳕鱼幼体在器官功能不成熟阶段外源性摄食的消化适应性问题，研究人员开展了关于肝脏发育的研究。该研究通过免疫组化分析胆道ABC转运蛋白（Abcb4/Abcb11）和肝空泡化，揭示了鳕鱼幼体肝脏功能随体长呈渐进式发育，且其发育进程在实验条件下不受日粮磷脂水平和胆汁盐补充的显著影响。

　　

大西洋鳕鱼（Gadus morhua）是一种具有重要商业价值的海洋硬骨鱼类，但其幼体在孵化时处于器官功能不成熟的“晚成”阶段。尽管鳕鱼幼体在孵化时肝脏在形态上已分化，但其功能发育，特别是与脂质消化和能量储存相关的功能，仍不完全清楚。在鳕鱼幼体开始外源性摄食时，其消化系统尚未完全发育成熟，这导致其对营养物质的消化吸收能力有限，尤其是对脂质的利用效率较低。因此，深入理解鳕鱼幼体肝脏在发育过程中的功能成熟，对于优化其早期营养策略、提高存活率和生长性能至关重要。

为了回答这些问题，研究人员开展了一项系统性的研究，旨在通过组织形态学方法，表征大西洋鳕鱼幼体肝脏的发育过程。研究重点关注两个核心方面：一是胆道分泌能力，通过检测ATP结合盒（ATP-binding cassette, ABC）转运蛋白Abcb4和Abcb11的表达来评估；二是能量储存的成熟度，通过观察肝空泡化（hepatic vacuolization）的程度来反映。此外，研究还设计了一个2x2因子实验，通过投喂不同磷脂（phospholipid, PL）水平和是否添加胆汁盐（bile salt, BS）的配合饲料，来探究营养因素对肝脏发育的调控作用。该研究论文发表在《Fish Physiology and Biochemistry》上。

为了开展这项研究，研究人员首先设计了一个2x2因子实验，将鳕鱼幼体分为四组，分别投喂高磷脂（HPL）、高磷脂+胆汁盐（HPL-BS）、低磷脂（LPL）和低磷脂+胆汁盐（LPL-BS）四种配合饲料，从孵化后17天（17 dph）持续至61天（61 dph）。研究期间，研究人员定期采集幼体样本，并利用免疫组织化学（immunohistochemistry, IHC）技术，使用C219和C494两种单克隆抗体，分别检测Abcb4/Abcb11和Abcb1在肝脏胆管膜上的表达和定位。同时，通过组织学染色（如甲苯胺蓝和PAS染色）和形态计量学分析，系统评估了肝脏的空泡化程度、肝细胞核大小、肝细胞大小以及肠道组织形态等指标，以全面揭示肝脏的发育进程和营养状况。

胆道ABC转运蛋白

研究人员利用单克隆抗体C219和C494进行免疫组化染色，以评估胆道分泌能力。结果显示，只有C219抗体在肝脏中产生了特异性的阳性标记，其信号定位于肝细胞间的胆管膜上。这种标记在幼体开始摄食前（2 dph）就已经存在，并在30 dph（标准体长9.2 mm）时达到峰值，表明在变态高峰期之前，鳕鱼幼体通过Abcb4和/或Abcb11转运蛋白将磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine, PC）和/或胆汁盐（bile salt, BS）排出到胆管中的能力已经增强。相比之下，C494抗体仅产生微弱的、非特异性的胞质标记，未在胆管膜上检测到信号，这进一步证实了C219标记的特异性。此外，C219标记在肠道上皮细胞的顶膜以及鳔的气腺中也有表达。

肝空泡化

肝空泡化是反映肝脏能量储存（糖原和/或脂质）的重要指标。研究发现，鳕鱼幼体的肝空泡化程度与体长呈S型增长关系。在发育早期（体长≤15 mm），肝空泡化程度很低（约2.3%），表明此时肝脏并非主要的能量储存器官。随着幼体发育，肝空泡化程度急剧增加，在体长17.7 mm时达到增长速率的最大值，并在体长≥23 mm时趋于稳定，达到约35.9%的水平，比早期增加了14倍。组织学染色（PAS和甲苯胺蓝染色）证实，这种空泡化主要是由脂质滴的积累引起的，而非糖原。这表明，鳕鱼幼体在向稚鱼期过渡时，肝脏开始作为主要的脂质储存器官发挥功能。

营养状况

研究还评估了日粮处理对幼体生长、存活率以及组织形态学指标的影响。结果显示，日粮磷脂水平和胆汁盐补充对幼体的标准体长、存活率、肝空泡化程度以及胆管膜上的C219标记均无显著影响。然而，在发育过程中，肝细胞核大小在15至30 dph期间显著减小，这可能反映了从活饵（轮虫和卤虫）向配合饲料过渡期间营养状况的暂时下降。肠道组织形态学指标（如肠上皮细胞高度和黏膜褶皱高度）也随发育而增加，但同样不受日粮处理的显著影响。

本研究首次通过免疫组化方法，在大西洋鳕鱼幼体中证实了胆道ABC转运蛋白（Abcb4/Abcb11）的存在和功能。研究结果表明，鳕鱼幼体的肝脏功能是渐进式发育的。胆道分泌能力在幼体开始外源性摄食前就已具备，并在变态高峰期前达到成熟，这为幼体有效消化和利用脂质提供了功能基础。而肝脏作为主要能量储存器官的功能，则是在幼体向稚鱼期过渡时（体长约17.7 mm）才显著启动，表现为肝空泡化（脂质储存）的急剧增加。这一发育进程在实验条件下，不受日粮磷脂水平和胆汁盐补充的显著影响，表明鳕鱼幼体肝脏的发育遵循其内在的生物学规律。该研究为理解鳕鱼幼体营养生理和肝脏发育提供了重要的组织形态学证据，对优化鳕鱼幼体培育的饲料配方和投喂策略具有指导意义。