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为解决碳水化合物诱导的糖原性肝病（glycogenic hepatopathy）诊断困难且难以与肝脂肪变性区分的问题，研究人员以大口黑鲈为模型开展相关研究。结果发现高碳水饮食诱导大口黑鲈患糖原性肝病，甜菜碱可缓解肝损伤。该研究有助于推进对人类肝脏疾病的理解。
在全球范围内，肝脏疾病严重威胁着人类的健康，其中非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的发病率持续上升。流行病学证据表明，过量摄入碳水化合物与包括 2 型糖尿病（T2DM）和 NAFLD 在内的代谢性疾病有关，除了促进脂肪生成，过量的碳水化合物摄入还会导致糖原在肝细胞内积累，引发糖原性肝病。然而，目前糖原性肝病很难与肝脂肪变性区分开来，其真实患病率可能远高于报道。鱼类利用碳水化合物供能的能力相对较低，摄入高碳水饲料后易出现餐后高血糖，导致肝细胞内糖原或脂质过度积累，进而损害肝功能。以大口黑鲈为研究对象，探究高碳水饮食诱导的肝脏疾病，对于揭示糖原性肝病对肝脏健康的影响具有重要意义。
华中农业大学的研究人员开展了一项研究，通过代谢组学、肝脏活检和转氨酶检测等手段，证实高碳水饮食诱导大口黑鲈患糖原性肝病而非肝脂肪变性，并确定甜菜碱为关键代谢标志物及预防策略。该研究成果发表在《Marine Life Science 》杂志上，有助于推动对人类肝脏疾病的理解。
研究人员采用了以下关键技术方法：首先，用不同碳水化合物水平（12% 和 20%）的饲料喂养大口黑鲈进行饲养试验；其次，对肝脏和鳃组织进行切片染色，观察组织形态学变化；然后，利用商业试剂盒检测肝脏组织的生化指标和酶活性；接着，通过高通量靶向代谢组学分析肝脏和血清中的代谢物；最后，进行 RNA 提取和 qRT-PCR 分析，检测基因表达水平。
研究结果如下：
- 高碳水饮食诱导大口黑鲈肝损伤且肝糖原增加但脂质未增加：高碳水（HC）组大口黑鲈肝细胞肿胀、排列紊乱、细胞膜受损、细胞核位置异常，血清中丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）活性显著升高，表明肝脏健康受到影响。油红 O 染色和生化分析显示，高碳水饮食对肝脏脂质代谢和沉积无显著影响，也未诱导细胞凋亡或焦亡。但 PAS 染色和生化分析表明，高碳水饮食使肝脏糖原含量显著增加。
- 代谢组学结果证实高碳水饮食诱导大口黑鲈患糖原性肝病而非肝脂肪变性：高通量代谢组学分析显示，高碳水饮食导致 14 种代谢物水平显著差异，其中 10 种增加，4 种减少。增加的代谢物大多与碳水化合物代谢相关，尤其是糖原合成前体；减少的代谢物包括甜菜碱和不饱和脂肪酸。KEGG 富集分析进一步确认高碳水饮食诱导的是糖原性肝病。
- 肝脏和血清的综合代谢组学确定甜菜碱是大口黑鲈糖原性肝病的潜在关键代谢物：HC 组肝脏和血清中甜菜碱含量显著降低，相关基因表达下调。补充甜菜碱后，血清和肝脏中甜菜碱和肉碱含量增加，表明甜菜碱在糖原性肝病中起关键调节作用。
- 补充甜菜碱可重编程大口黑鲈肝脏代谢和应激反应：补充甜菜碱后，代谢物表达发生显著变化，恢复了高碳水饮食诱导降低的肝脏甜菜碱和高不饱和脂肪酸含量，减轻了应激反应。KEGG 富集分析表明，补充甜菜碱可缓解肝脏代谢紊乱和应激反应。
- 补充甜菜碱可减轻大口黑鲈糖原性肝病：补充甜菜碱改善了高碳水饮食导致的肝细胞排列紊乱、肝窦结构破坏和细胞膜损伤，降低了血清 ALT 活性和肝脏糖原积累，但对脂质指标无显著影响。
- 补充甜菜碱可提高大口黑鲈对氨应激的抵抗力：氨应激实验表明，补充甜菜碱可保护大口黑鲈肝脏结构，减轻炎症反应，改善鳃组织的病理变化，降低神经上皮细胞（NECs）数量，调节气体交换和离子交换相关基因的表达，帮助大口黑鲈适应高氨环境。
研究结论和讨论部分表明，该研究通过肝脏活检和代谢组学分析，在原始硬骨鱼模型中确定了高碳水饮食诱导的糖原性肝病。同时，首次阐明了甜菜碱对动物（包括鱼类）糖原性肝病的缓解作用，以及补充甜菜碱可增强鱼类对氨应激的抵抗力。这些发现为深入理解糖原性肝病的发病机制提供了新的视角，也为预防和治疗人类及鱼类的相关肝脏疾病提供了潜在的策略和理论依据。
