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在水生生态系统中，铬（Cr）和氨（NH3）污染危害鱼类健康。研究人员以 Pangasianodon hypophthalmus 为对象，研究姜黄素对其受 Cr 和NH3毒性影响的缓解作用。结果显示，姜黄素可调节基因，改善鱼的生理和生产性能，为水产养殖提供新策略。
在广阔的水生世界里，鱼类正面临着严峻的生存挑战。重金属铬（Cr）和氨（
NH3）如同潜伏在水中的 “杀手”，肆意污染着水体环境。铬具有诱变、神经毒性和致癌性，即便在低浓度下，也能凭借其高度的生物累积性和不可降解性，对鱼类造成严重伤害；氨主要源于农业径流和生物废物分解，它会干扰鱼类神经系统正常功能，导致细胞死亡 。在这样的双重威胁下，鱼类的生长、免疫和繁殖等生理过程都受到极大影响，水产养殖业也因此遭受巨大损失。为了探寻拯救鱼类的方法，印度农业研究委员会国家非生物胁迫管理研究所（ICAR-National Institute of Abiotic Stress Management）等机构的研究人员开展了一项重要研究，他们把目光聚焦在姜黄素（Curcumin）上，试图揭开姜黄素能否缓解铬和氨对鱼类毒性的奥秘。这项研究成果发表在《Scientific Reports》上，为解决水生生态污染问题带来了新希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，实验选用健康的 Pangasianodon hypophthalmus 幼鱼，将其随机分为 4 组，分别为对照组、铬和氨暴露组、0.1% 姜黄素添加组（同时暴露于铬和氨）、0.2% 姜黄素添加组（同时暴露于铬和氨） ，在特定条件下进行养殖实验。其次，利用组织匀浆、血液样本采集技术获取实验样本；通过 RNA 分离、定量以及 cDNA 合成、定量 PCR 等分子生物学技术，检测相关基因的表达情况；运用多种酶活性检测方法，测定抗氧化酶、神经递质酶、细胞代谢酶和消化酶等的活性；采用 ELISA 试剂盒测定血清皮质醇水平；借助电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）分析鱼组织和水中的铬含量。
下面来看具体的研究结果。
- 皮质醇、热休克蛋白（HSP 70）和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）：铬和氨共同作用下，鱼类皮质醇水平显著上升，HSP 70 和 iNOS 基因表达上调。而添加 0.1% 和 0.2% 姜黄素的饲料能明显降低皮质醇水平，下调 HSP 70 和 iNOS 基因表达，表明姜黄素可缓解应激反应。
- 抗氧化酶：铬和氨暴露使肝脏和肾脏组织中的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽 - S - 转移酶（GST）活性显著增加。0.1% 姜黄素添加组中这些酶的活性显著降低，0.2% 姜黄素添加组中部分酶活性变化不同，说明姜黄素能调节抗氧化酶活性，减轻氧化应激。
- 神经递质酶：铬和氨暴露导致脑组织中乙酰胆碱酯酶（AChE）活性下降，影响神经系统功能。添加姜黄素后，AChE 活性显著提高，尤其是 0.1% 姜黄素添加组效果明显，显示出姜黄素对神经系统的保护作用。
- 细胞代谢酶：铬和氨暴露使肝脏和鳃组织中的乳酸脱氢酶（LDH）和苹果酸脱氢酶（MDH）等细胞代谢酶活性改变。0.1% 姜黄素添加组能显著降低 LDH 活性，0.2% 姜黄素添加组对 MDH 活性有不同影响，表明姜黄素可调节细胞代谢酶活性，减轻细胞损伤。
- 消化酶：铬和氨暴露降低了肠道中蛋白酶和淀粉酶的活性，影响鱼类消化功能。0.1% 和 0.2% 姜黄素添加组可显著提高蛋白酶活性，0.1% 姜黄素添加组还能提高淀粉酶活性，说明姜黄素有助于改善鱼类消化功能。
- 凋亡和解毒基因：铬和氨暴露使肝脏组织中细胞色素 P450（CYP450）基因表达上调，0.1% 姜黄素添加组则显著下调该基因表达。同时，0.1% 姜黄素添加组能显著下调 caspase（Cas 3a）基因表达，抑制细胞凋亡，表明姜黄素在解毒和抗凋亡方面发挥重要作用。
- 总免疫球蛋白和肿瘤坏死因子基因：0.1% 姜黄素添加组显著上调总免疫球蛋白（Ig）基因表达，增强鱼类免疫力；同时显著下调肿瘤坏死因子 - α（TNFα）基因表达，减轻炎症反应。
- 生长性能：0.1% 姜黄素添加组在体重增加百分比、饲料转化效率（FCE）、特定生长率（SGR）等生长参数上表现最佳，显著优于对照组和铬氨暴露组。同时，该组生长激素（GH）和生长激素受体 1（GHR1）基因表达上调，肌肉生长抑制素（MYST）基因表达下调，促进鱼类生长。
- 铬生物累积：0.1% 姜黄素添加组在各组织中的铬生物累积量最低，说明姜黄素可有效减少铬在鱼体内的积累，降低铬的毒性。
综合研究结论和讨论部分可知，在铬和氨共同胁迫下，Pangasianodon hypophthalmus 的生理功能受到严重干扰，而姜黄素发挥了重要的保护作用。姜黄素不仅能显著增强鱼类的抗氧化能力，还能改善其生长性能和消化效率。从基因调控角度来看，姜黄素对 HSP 70、iNOS、TNFα、Ig 等关键基因的表达有积极影响；在解毒方面，能调节 CYP450 和 caspase 等基因，增强鱼类对铬和氨毒性的抵抗力。此外，姜黄素还能促进生长相关基因的表达，抑制 MYST 基因表达，进一步促进鱼类生长，并减少铬在鱼体内的积累。这项研究首次明确了姜黄素在缓解鱼类同时遭受铬和氨胁迫时的重要作用，为水产养殖业应对环境污染问题提供了科学依据和可行的解决方案，有望在实际生产中广泛应用，助力水产养殖业可持续发展。
