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为探究性激素对无脊椎动物脂质代谢的作用，研究人员以刺参为对象，开展外源性雌二醇（E?）对其脂质代谢影响的研究。发现 E?可降低雌性刺参肠和体壁总脂质含量，影响脂质代谢通路基因表达与代谢物水平，为刺参养殖调控提供依据。
论文解读
在生命的能量存储与生殖调控网络中，脂质代谢宛如一位神秘的舞者，其与性激素的互动始终是生命科学领域的焦点谜题。对于脊椎动物而言，雌二醇（E?）作为性激素的核心成员，在脂质代谢的舞台上早已被证实扮演着关键调控者的角色，从脂肪的沉积到分解，从脂蛋白的合成到运输，处处都有它的身影。然而，在广袤的无脊椎动物世界里，性激素与脂质代谢的故事却大多隐藏在重重迷雾之中，尤其是棘皮动物这一独特类群，它们的脂质代谢是否也受性激素的调控？这个问题如同夜空中闪烁的星辰，吸引着研究者们不断探索。
刺参（Apostichopus japonicus）作为棘皮动物的代表，在水产养殖领域占据重要地位，其生殖发育与能量代谢的奥秘直接关系到养殖产业的发展。此前研究虽已揭示刺参脂质代谢的性别差异以及外源性 E?对其摄食和性腺发育的影响，但 E?究竟如何在分子层面操控刺参的脂质代谢？不同性别的刺参对 E?的响应是否存在差异？这些问题的答案依然模糊不清。为了揭开这些谜团，中国的研究人员在《Aquaculture Reports》上发表了一项具有重要意义的研究，试图通过多维度的科学手段，绘制出 E?在刺参脂质代谢中的作用图谱。
研究机构与核心内容
来自中科同和海洋科技有限公司（中国山东东营）的研究团队，以刺参为研究对象，开展了外源性 E?对雌雄刺参脂质代谢影响的系统性研究。研究通过检测刺参肠和体壁的总脂质含量、肠道代谢组与转录组谱、体腔液免疫酶活性及丙二醛（MDA）含量等指标，全面解析 E?诱导的脂质代谢变化，首次揭示了 E?影响雌雄个体脂质代谢稳态的差异通路，阐明了性激素干扰与肠道免疫 - 氧化应激级联反应的互作机制。
关键技术方法
研究采用了一系列先进的技术手段：
- 脂质含量测定：通过盐酸消化 - 乙醚萃取法，精准测定刺参组织中的总脂质含量。
- 代谢组学分析：利用超高效液相色谱 - 质谱联用（UHPLC-MS/MS）技术，对肠道代谢物进行定性与定量分析，结合正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）筛选差异代谢物，并通过 KEGG 通路富集解析代谢网络变化。
- 转录组学分析：运用 Illumina HiSeq 测序技术构建肠道 cDNA 文库，通过 FPKM 法量化基因表达水平，借助 DESeq2 软件筛选差异表达基因，进一步通过 GO 和 KEGG 分析揭示基因功能与通路富集情况。
- 免疫酶活性检测：采用南京建成生物工程研究所的试剂盒，检测体腔液中超氧化物歧化酶（SOD）、催化酶（CAT）活性及 MDA 含量，评估氧化应激状态。
研究结果
3.1 组织总脂质含量变化
E?暴露显著降低雌性刺参肠和体壁的总脂质含量，而雄性无明显变化。对照组中，雌性体壁总脂质含量显著高于雄性，揭示了脂质代谢的性别差异，且 E?对雌性脂质分解具有显著促进作用。
3.2 肠道脂质代谢通路解析
- 差异代谢物分析：E?暴露导致雌雄刺参肠道代谢物发生显著改变。雌性中，18 种代谢物上调、15 种下调；雄性中，28 种上调、31 种下调。KEGG 分析显示，差异代谢物主要富集于脂质代谢通路，如甘油磷脂代谢、脂肪酸降解、花生四烯酸代谢等。
- 差异基因表达分析：雌性中，2473 个基因上调、852 个下调；雄性中，1062 个上调、668 个下调。脂质代谢通路是富集差异基因最多的代谢类别，涉及 FASN（脂肪酸合成酶）、ACADL（长链脂酰辅酶 A 脱氢酶）、gpd1（甘油 - 3 - 磷酸脱氢酶）等关键基因，分别参与脂肪酸合成、降解及甘油磷脂代谢过程。
- 代谢物与基因联合分析：雌性中，类固醇激素合成相关基因 Ugt1a1 活性增强，提示其对外源 E?的代谢平衡能力更强；雄性中，甘油磷脂代谢相关基因 gpd1 表达下调，伴随胆碱、溶血磷脂酰胆碱（LysoPC）等代谢物水平升高，表明甘油磷脂代谢是 E?作用于雄性刺参的潜在靶通路。
3.3 免疫酶活性与氧化应激
E?暴露显著降低雄性刺参体腔液中 CAT 活性，而 SOD 活性无显著差异，MDA 含量呈现性别差异但不受 E?影响。这表明 E?可能通过诱导雄性刺参氧化失衡，进而干扰脂质代谢，而雌性抗氧化系统对 E?的响应更为稳定。
研究结论与意义
本研究首次在棘皮动物中系统阐明了外源性 E?对雌雄刺参脂质代谢的调控机制：E?通过影响甘油磷脂代谢、脂肪酸降解等通路，促进雌性刺参脂质分解，同时干扰雄性刺参的脂质代谢稳态，其机制可能与诱导氧化应激相关。研究证实了性激素在棘皮动物生理功能调控中的重要作用，为理解无脊椎动物脂质代谢的激素调控机制提供了新视角，也为刺参养殖中通过性激素调控生殖功能、优化养殖效率提供了科学依据。此外，研究揭示的性别特异性响应机制，为环境雌激素污染物对水生生物的影响评估提供了重要参考，有助于深入认识生态系统中性激素干扰物的潜在风险。
