膳食胆汁酸缓解DSS诱导的豹纹珊瑚石斑鱼肠炎:肠道屏障修复与菌群调控机制研究

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Aquaculture Reports 3.2

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  本研究针对集约化养殖中豹纹珊瑚石斑鱼(Plectropomus leopardus)高发肠炎问题,通过构建DSS诱导肠炎模型,探究不同梯度胆汁酸(0-0.6%)对肠道健康的调控作用。研究发现0.6%胆汁酸显著改善生长性能,上调紧密连接蛋白(zo1/occludin/claudin-1)表达,降低促炎因子(tnf-α/il-1β)并提升抗炎因子il-10,同时增加有益菌Firmicutes和Candidatus-Arthromitus丰度。该研究为水产养殖中胆汁酸作为肠道功能调节剂的应用提供了理论依据。

  

在集约化水产养殖迅猛发展的背景下,豹纹珊瑚石斑鱼因其极高的经济价值成为我国南方沿海地区的重要养殖品种。然而高密度养殖环境导致该鱼种肠炎频发,表现为肠道屏障损伤、炎症反应加剧和生长受阻,每年造成数以亿计的经济损失。传统抗生素防治手段面临耐药性和药物残留的严峻挑战,开发新型营养调控策略成为产业迫切需求。

针对这一难题,中国水产科学研究院黄海水产研究所的研究团队创新性地将医学领域成熟的DSS肠炎模型引入水产研究,通过为期4周的动物实验系统评估了胆汁酸对豹纹珊瑚石斑鱼肠道健康的保护作用。这项发表在《Aquaculture Reports》的研究揭示了胆汁酸通过"肠道屏障修复-炎症调控-菌群平衡"三重机制缓解肠炎的新途径。

研究采用0.75% DSS饲料诱导肠炎模型后,分别饲喂含0.15%-0.6%胆汁酸的实验饲料。关键技术包括:16S rRNA测序分析肠道菌群、qPCR检测紧密连接蛋白和炎症因子基因表达、H&E染色观察肠道形态,以及酶联免疫法测定MPO和NAG活性。实验选用360尾初始体重15.13±0.10 g的幼鱼,设置6组处理(含空白对照),每组3重复。

3.1 生长性能
DSSBA0组终末体重和增重率显著低于对照组(P<0.05),而0.3%-0.6%胆汁酸组生长性能恢复至正常水平,其中0.6%组表现最优,证实胆汁酸可逆转DSS导致的生长抑制。

3.2 肠道指数与组织学
肠炎模型组出现典型病理改变:绒毛高度降低29%、肌层厚度减少37%、杯状细胞数量下降42%。0.6%胆汁酸使上述指标分别提升1.8倍、2.1倍和1.6倍,Zihler指数较模型组提高68%,表明胆汁酸能有效修复肠道结构损伤。

3.3 紧密连接蛋白
DSSBA0组zo1/occludin/claudin-1基因表达量仅为对照组的30%-45%,而0.6%胆汁酸使其表达上调2.1-3.3倍,特别是claudin-1表达达到对照组的121%,证实胆汁酸通过强化紧密连接复合体维护肠道机械屏障。

3.4 炎症相关指标
0.6%胆汁酸使促炎因子tnf-α/il-1β/il-8表达降低56%-73%,同时抗炎因子il-10提升2.4倍。炎症标志酶MPO和NAG活性分别下降62%和58%,显示胆汁酸具有显著的抗炎调控作用。

3.6 肠道菌群
虽然α/β多样性无显著差异,但0.6%胆汁酸使有益菌Firmicutes相对丰度从15.2%增至24.7%,其中Candidatus-Arthromitus(LDA>4)成为特异性生物标志物。PICRUSt2预测显示胆汁酸组微生物代谢通路活跃度提升。

该研究首次系统阐释了胆汁酸缓解海水鱼类肠炎的作用机制:通过上调zo1/occludin/claudin-1等紧密连接蛋白表达维护物理屏障功能;经抑制tnf-α/il-1β等促炎因子同时促进il-10分泌来调控免疫平衡;借助富集Firmicutes门细菌(特别是Candidatus-Arthromitus)优化菌群结构。这三重协同作用使0.6%胆汁酸组肠道健康指标基本恢复至正常水平。

从应用角度看,研究明确了胆汁酸在海水鱼类中的最适添加剂量(0.45%-0.6%),为替代抗生素的绿色添加剂开发提供了精准的剂量参考。值得注意的是,所用胆汁酸含68%猪源hyodeoxycholic acid,这种特殊组分可能通过FXR/TGR5受体通路发挥独特作用,这为后续靶向制剂研发指明了方向。该成果不仅对石斑鱼养殖具有直接指导价值,其建立的DSS肠炎模型和"屏障-免疫-菌群"评价体系更为其他水产动物的肠道健康研究提供了方法学借鉴。

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