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为探究热应激(33°C)下日粮 TUDCA 对斑鲈生长及肠道完整性的影响,研究人员开展 8 周饲喂实验,设 0、10、20、30、40 mg/kg TUDCA 共 5 组。发现≥30 mg/kg TUDCA 显著促生长,40 mg/kg 时抗氧化、抗炎、抗凋亡等效果显著,为斑鲈抗热应激养殖提供参考。
在水产养殖的温热浪潮中,斑鲈作为我国南方重要经济鱼种,却面临夏日水温常破 30°C 的严峻挑战。这一温度远超其 16-28°C 的最佳生长区间,不仅让鱼儿 “食欲不振”、生长停滞,还会引发氧化失衡、免疫低迷等连锁反应,甚至干扰胆汁酸代谢,威胁肝脏健康。更棘手的是,高温对肠道这一 “营养吸收中枢” 和 “免疫防线” 的冲击尤为剧烈 —— 肠黏膜对热敏感,高温下易发生氧化损伤、炎症泛滥和细胞凋亡,导致饲料转化率暴跌,养殖效益大打折扣。如何让斑鲈在 “热浪” 中保持肠道强健、生长旺盛?这成为水产科研与产业亟待攻克的难题。
为破解这一困局,集美大学的研究团队聚焦于牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)—— 一种在哺乳动物中被证实能对抗内质网应激(ERS)、抑制炎症与凋亡的特殊胆汁酸。他们猜想,TUDCA 或许能成为斑鲈抗热应激的 “肠道守护者”。于是,研究人员设计了一场为期 8 周的饲喂实验,将 300 尾 2±0.02 g 的斑鲈分成 5 组,分别投喂含 0、10、20、30、40 mg/kg TUDCA 的等氮等脂饲料,在 33°C 热应激环境下,全方位评估 TUDCA 对斑鲈生长、肠道抗氧化能力、炎症反应、细胞凋亡及相关信号通路的影响。这项研究成果发表在《Fish》,为高温养殖困境提供了新的解决方案。
研究主要采用了以下关键技术方法:通过生长性能测定(包括体重增益、饲料摄入量等指标)评估 TUDCA 对斑鲈生长的影响;利用生物化学检测手段(如测定肠道总抗氧化能力、超氧化物歧化酶活性、丙二醛浓度)分析肠道抗氧化状态;借助基因表达分析(实时荧光定量 PCR 技术)检测抗氧化相关基因(keap1、nrf2)、炎症相关基因(il-1β、il-8、tnf-α、il-4、il-10、tgf-β)、凋亡相关基因(caspase3、caspase8、caspase9、bax、bcl)及内质网应激相关基因(grp78、chop、perk、atf6、ire1)的表达水平;运用免疫荧光技术观察相关蛋白的表达强度;同时分析胆汁酸受体基因(tgr5)和 PI3K-Akt 信号通路的激活情况。
生长性能
研究发现,日粮中添加≥20 mg/kg TUDCA 即可显著提高斑鲈的体重增益(WG),其中 40 mg/kg TUDCA 组的饲料摄入量显著高于对照组和 10 mg/kg 组。尽管各处理组的鱼体整体组成无显著差异,但所有 TUDCA 处理组的内脏脂肪比率均显著增加,表明 TUDCA 对斑鲈的生长具有积极的促进作用,且 20-40 mg/kg 剂量范围内效果相近。
肠道抗氧化能力
随着 TUDCA 剂量的增加,肠道总抗氧化能力和超氧化物歧化酶活性呈逐步上升趋势,而丙二醛浓度则逐渐降低。基因表达分析显示,TUDCA 可下调抗氧化相关基因keap1的表达,上调nrf2的表达,表明 TUDCA 通过激活 Nrf2-Keap1 信号通路,增强了肠道的抗氧化防御能力,有效减轻了热应激诱导的氧化损伤。
肠道形态与凋亡
40 mg/kg TUDCA 组的肠道绒毛高度和数量显著增加,肠道形态得到明显改善。同时,该组促凋亡基因(caspase3、caspase8、caspase9、bax)的表达显著下调,免疫荧光强度降低,而抗凋亡基因bcl的表达显著上调。这表明 TUDCA 能够抑制热应激诱导的肠道细胞凋亡,维持肠道黏膜的完整性,其机制可能与抑制凋亡信号通路相关。
炎症反应
与对照组相比,40 mg/kg TUDCA 组促炎基因(il-1β、il-8、tnf-α)的表达和免疫荧光强度显著降低,而抗炎基因(il-4、il-10、tgf-β)的表达显著上调,表明 TUDCA 具有显著的抗炎作用,能够有效缓解热应激引起的肠道炎症反应,维持肠道内环境的稳态。
内质网应激与信号通路
40 mg/kg TUDCA 可显著抑制内质网应激相关基因(grp78、chop、perk、atf6、ire1)的表达,同时激活胆汁酸受体基因tgr5和 PI3K-Akt 信号通路。PI3K-Akt 信号通路的激活可能在抑制细胞凋亡和促进细胞存活方面发挥了重要作用,进一步解释了 TUDCA 对肠道的保护机制。
综合研究结果表明,在 33°C 热应激条件下,日粮中添加 40 mg/kg TUDCA 能够显著促进斑鲈的生长,其作用机制主要包括激活 Nrf2-Keap1 和 PI3K-Akt 信号通路,增强肠道的抗氧化防御能力,抑制炎症反应和细胞凋亡,减轻内质网应激,从而有效缓解热应激对斑鲈的生理损伤。这项研究不仅揭示了 TUDCA 在鱼类抗热应激中的重要作用,为斑鲈的高温养殖提供了切实可行的饲料添加剂方案,还为水产养殖中应对环境胁迫提供了新的思路和理论依据,有助于推动水产养殖业向高效、可持续的方向发展。