维生素E通过调控线粒体功能、自噬与凋亡缓解氨氮-低氧共胁迫诱导的草鱼肠道损伤

针对水产养殖中氨氮与低氧共胁迫导致的草鱼肠道损伤问题，四川农业大学团队通过9周维生素E（52.07–230.12 mg/kg）膳食干预及10天胁迫实验，首次揭示维生素E通过上调线粒体呼吸复合体（I-V）亚基、PGC-1α/NRF1/2/TFAM通路及融合基因（MFN1/2、OPA1），抑制DRP1介导的分裂和PINK1/Parkin线粒体自噬，降低LC3、BAX等凋亡-自噬标志物，从而改善肠道形态与线粒体功能。该研究为水产抗应激营养策略提供新靶点。

　　

在水产养殖集约化发展的背景下，氨氮积累与溶解氧不足已成为威胁鱼类健康的两大核心环境胁迫因子。研究表明，氨氮与低氧具有协同毒性，可导致鱼类肝脏氧化损伤（如大嘴黑鲈和杂交石斑鱼），但关于其对草鱼肠道的影响机制尚属空白。肠道作为营养吸收和外界防御的双重屏障，对水质变化极为敏感，然而其损伤机制与干预策略亟待探索。维生素E作为脂溶性抗氧化剂，虽在哺乳动物中证实可保护肠道屏障（如缓解小鼠结肠炎），但其在水产氨氮-低氧共胁迫下的作用仍未知。四川农业大学的研究团队在《Aquaculture》发表的研究，首次系统解析了维生素E通过调控线粒体质量控制系统缓解草鱼肠道损伤的分子机制。

研究采用6梯度维生素E（5.44–230.12 mg/kg DL-α-生育酚乙酸酯）饲喂草鱼9周后，进行10天氨氮-低氧共暴露实验。关键技术包括：肠道组织学（H&E染色评估绒毛宽度）、线粒体超微结构观察（透射电镜）、qPCR检测线粒体生物合成（PPARGC1α、NRF1/2、TFAM）、融合-分裂（MFN1/2、OPA1、DRP1）及凋亡-自噬基因（BAX、LC3等），以及Western blot分析PINK1/Parkin、SQSTM1等蛋白表达。

研究结果

1. 肠道形态与线粒体结构改善
   氨氮-低氧共暴露导致草鱼中肠绒毛宽度显著降低（P<0.01），杯状细胞增多，线粒体嵴断裂。维生素E（96.85 mg/kg以上）显著恢复绒毛结构，减少线粒体空泡化。

2. 线粒体功能调控
   维生素E上调复合体I-V亚基蛋白表达，激活生物合成通路（PPARGC1α、NRF1/2、TFAM mRNA↑）和融合基因（MFN1/2、OPA1↑），同时抑制分裂因子DRP1及线粒体自噬关键蛋白PINK1/Parkin，提示其通过平衡线粒体动力学维持能量代谢稳态。

3. 自噬与凋亡抑制
   胁迫组自噬标志物（LC3、ATG5/12、BECN1、ULK1）和凋亡效应因子（CASP3/9、BAX）mRNA及蛋白水平升高，而维生素E显著下调这些指标，并提升抗凋亡基因BCL2及自噬降解受体SQSTM1表达，表明其通过双重通路减轻细胞程序性死亡。

结论与意义
该研究证实维生素E（96.85 mg/kg为有效剂量）通过三重机制缓解共胁迫损伤：①增强线粒体呼吸效率与生物合成；②抑制DRP1介导的分裂和PINK1/Parkin过度自噬；③平衡BCL2/BAX凋亡通路。这不仅填补了水产应激生理学中肠道损伤机制的空白，更开创了以营养干预精准调控线粒体质量控制的抗应激新策略，为绿色养殖提供理论依据。研究团队进一步指出，维生素E的膜定位特性使其能直接保护线粒体膜结构，这一发现或可拓展至其他氧化应激相关疾病模型。