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为探究双壳类幼虫甾醇代谢机制,研究人员以太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)幼虫为对象,用两种单种及混合微藻饲料开展质量平衡研究。发现其在低甾醇饲料下可从头合成甾醇,存在甾醇生物转化途径,且幼虫变态需约 13 ng 胆固醇 / 只。该研究为幼虫营养需求提供新视角。
在生命的微观舞台上,甾醇如同一位神秘的舞者,在生物膜的流动性维持中扮演着关键角色。对于海洋中的双壳类生物而言,甾醇的代谢机制却一直蒙着一层面纱。过去的研究中,关于贝类能否从头合成甾醇以及如何将植物甾醇转化为自身所需胆固醇的问题,不同研究得出的结论常常相互矛盾。有的研究利用放射性标记前体,却因实验周期短或饲喂方式的限制,未能清晰揭示甾醇代谢的全貌。例如,短时间的放射性标记实验可能无法捕捉到甾醇在组织中的缓慢积累与转化过程,而使用明胶 - 阿拉伯胶微胶囊包裹标记甾醇的方法,又可能与幼虫自然摄食微藻的状态相去甚远。在这样的背景下,深入探究双壳类幼虫甾醇代谢的真实图景,成为解开其生长发育奥秘的关键一环。
为了破解这些谜团,来自相关研究机构的研究人员将目光聚焦于太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)幼虫,开展了一项极具创新性的研究。该研究成果发表在《Biochimie》上,为我们打开了认识牡蛎幼虫甾醇代谢的新窗口。
研究人员采用了流送式幼虫培育技术这一关键方法。该技术能够精确控制培养槽中的微藻密度,从而准确测定幼虫对微藻的摄食量,进而计算出甾醇的摄入量。实验选用了两种培养微藻 —— 球等鞭金藻(Tisochrysis lutea,T)和新柔角毛藻(Chaetoceros neogracile,Cg),设计了单种饲料(T、Cg)和混合饲料(TCg)两种实验方案。通过对幼虫不同阶段的甾醇组成进行分析,结合质量平衡原理,深入探究甾醇的摄入、合成与转化情况。
实验 1:不同饲料下甾醇积累差异
在第 8 天至第 16 天的实验期间,投喂 T 和 TCg 饲料的幼虫,其总甾醇的 incorporation(积累量)超过了 dietary consumption(饮食摄入量)。其中,T 组幼虫总甾醇积累量为 8.2 ng / 只,而摄入量为 3.5 ng / 只;TCg 组积累量为 17.1 ng / 只,摄入量为 12.2 ng / 只,分别达到了供应甾醇总量的 233% 和 139%。与之形成对比的是,投喂 Cg 饲料的幼虫,其总甾醇积累量(6.3 ng / 只)低于摄入量(11.3 ng / 只)。这一结果表明,在低甾醇饲料(如 T 饲料)条件下,太平洋牡蛎幼虫很可能具备从头合成甾醇的能力。
甾醇生物转化途径解析
通过对不同饮食 regime(模式)下幼虫甾醇组成的分析,研究人员发现了潜在的生物转化途径。当幼虫投喂 T 饲料时,饮食中的菜籽甾醇(brassicasterol)主要通过 22 - 脱氢胆固醇(22-dehydrocholesterol)中间体转化为胆固醇(cholesterol)。同时,在投喂 T 和 TCg 饲料的幼虫中,菜籽甾醇也被积极合成,这暗示该甾醇在太平洋牡蛎幼虫的代谢过程中可能具有特殊作用。此外,在所有实验条件下,均观察到去甲基甾醇(desmosterol)的合成,这表明其可能作为膜成分或胆固醇合成的中间体发挥作用。
胆固醇与幼虫变态发育的关联
研究数据还表明,太平洋牡蛎幼虫大约需要 13 ng 胆固醇 / 只,才能达到变态发育的能力。这一发现为明确幼虫变态过程中的甾醇需求提供了关键数据支持。
综合研究结果,太平洋牡蛎幼虫在低甾醇饲料供应时,展现出了从头合成甾醇的能力,其甾醇代谢过程中存在多种生物转化途径,且胆固醇的含量与幼虫变态发育密切相关。这些发现填补了双壳类甾醇代谢研究的空白,为深入理解贝类生长发育的营养需求奠定了重要基础。同时,研究中采用的流送式培育技术和质量平衡研究方法,为后续开展幼虫营养需求的其他生化研究提供了新的思路与方法借鉴,有助于推动海洋贝类养殖产业在营养配方优化等方面的发展,为提升贝类育苗成功率和养殖效益提供科学依据。