《Fishes》：Short-Term Dietary Inclusion of Methylococcus capsulatus-Derived Single-Cell Protein Modulates Growth and Immune-Gene Expression in Juvenile Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss)
编辑推荐：
研究人员在此报道了以微生物单细胞蛋白（single-cell protein，SCP，源自Methylococcus capsulatus）饲喂雌性虹鳟（Oncorhynchus mykiss）30 d、部分替代常规饲料蛋白后的免疫调节效应。常规蛋白原料（大豆
研究人员在此报道了以微生物单细胞蛋白（single-cell protein，SCP，源自Methylococcus capsulatus）饲喂雌性虹鳟（Oncorhynchus mykiss）30 d、部分替代常规饲料蛋白后的免疫调节效应。常规蛋白原料（大豆蛋白浓缩物、鱼粉（fishmeal，FM）、小麦面筋粉和玉米面筋粉）按梯度添加水平（0、4、6和8% SCP）被部分替代。终末体重（final body weight，FBW）和终末鱼体长（final fish length，FL）在6% SCP添加水平下升高。研究人员发现，肝脏和脾脏中免疫基因表达随微生物SCP饲喂呈浓度依赖性调控：4% SCP饲料诱导肝脏IL-10显著上调（p < 0.05），而脾脏IL-6和Cathelicidin-2基因下调；6% SCP无显著差异；8% SCP时，脾脏多条免疫相关基因（Cathelicidin-2、CD8、IgM、IL-6和SAA）及肝脏Cathelicidin-1（p < 0.05）显著下调。尽管8% SCP下免疫基因下调，生长性能未受不利影响。结果表明，最多可用8%微生物SCP替代常规饲料蛋白而不损害生长性能，但免疫基因调控因组织和添加水平而异。高添加量及更长期饲喂诱导的基因调控与健康效应需进一步研究，研究人员建议开展疫苗应答和抗体产生等功能免疫参数研究。
研究背景方面，鱼类养殖因饲料转化率（feed conversion ratio，FCR）优于畜禽而被视为可持续动物蛋白生产方式，但常规蛋白源如鱼粉（FM）依赖野生渔业、大豆蛋白关联毁林与温室气体排放，给生态稳定带来压力。微生物单细胞蛋白（single-cell protein，SCP）由甲基营养型细菌Methylococcus capsulatus以甲烷为唯一碳源生产，可脱离海洋与陆地资源、契合循环经济，但新型饲料原料须进行鱼体健康风险评价。既有SCP营养研究多关注生长，少数免疫基因研究集中于罗非鱼和大口黑鲈，而Ruiz等曾提示中等水平M. capsulatus SCP可能降低虹鳟经Aeromonas salmonicida攻击后的死亡，但免疫机制未明。因此，研究人员以虹鳟幼鱼为模型，分析不同SCP添加水平下肝脏与脾脏先天及适应性免疫相关基因表达，并评估生长与饲料利用。
该论文发表于《Fishes》。
主要关键技术方法上，研究人员使用经认证无病毒的雌性虹鳟幼鱼，初始均重39.73 g±2.03，随机分入12个700 L循环水缸、每缸100尾、设0%、4%、6%、8% SCP等蛋白等能饲料、30 d投喂；采样日取鱼测体长和脏器重并计算肝体指数（hepatosomatic index，HSI）与脾体指数（spleen somatic index，SSI）；另取肝、脾组织存于RNAlater后做RNA分离与cDNA合成；以ELF1-α、β-actin、ARP为内参，用定量实时聚合酶链反应（quantitative real-time PCR，qPCR）检测24个免疫基因，按2?ΔΔCq法并以≥2倍变化且p < 0.05为显著；生长与器官参数依分布分别用单因素方差分析（one-way ANOVA）加Tukey法或非参数Kruskal–Wallis加Dunn法，基因表达用ANOVA加Dunnett法。
研究结果如下。
3.1 生长性能与器官参数：研究人员通过30 d饲养与脏器称重计算FBW、FL、FCR、HSI、SSI等，发现6% SCP组FBW为87.57 g，较对照组高9.5%（p < 0.05），BWG与平均日增重（average daily gain，ADG）经Tukey检验在0%与6%间有差异；FCR、肥满度（condition factor，CF）、特定生长率（specific growth rate，SGR）、HSI无显著处理效应；脾重在6%升高、8%降至0.108 g（较对照降17.18%，p < 0.05），SSI在8%为0.134%、较对照降20.07%，提示SCP对脾大小具剂量依赖影响但无肉眼可见不良反应。
3.2 免疫基因表达：研究人员对24个免疫基因做qPCR，7个相对对照显著调控。4% SCP肝脏IL-10上调；4%与8%脾脏Cathelicidin-2、IL-6下调；8%脾脏CD8、IgM、SAA下调，肝脏Cathelicidin-1下调。结果表明免疫转录响应在脾脏强于肝脏，且随添加水平变化。
讨论部分中，研究人员指出肝脏为急性相蛋白与补体生产地，6%时肝重增加但HSI不变，更似体重成比例增长而非病理性肥大；8%时脾重与SSI下降并伴脾脏免疫基因下调，可能反映免疫调节、轻度耗竭或适应，但mRNA丰度不能等同免疫功能受损。跨物种文献显示低中水平SCP不影响HSI、高水平致肝增大；肠道免疫基因在罗非鱼、大口黑鲈、斑鰶等研究中或下调或上调，说明SCP免疫调节具组织、物种与剂量依赖性，中等添加常伴抗炎基因表达。30 d属预试验，转录变化可能为瞬时，需长周期与疫苗接种应答等功能免疫研究。
结论部分翻译：本饲养试验表明，以M. capsulatus源SCP替代海洋与农业常规蛋白，是使蛋白组合多元化的现实路径，至少对虹鳟及较低添加水平如此。常规蛋白被微生物SCP替代虽在≤6%时伴随FBW上升，但更高浓度引起免疫响应偏移，表现为肝脾免疫基因调控。目前尚不知此变化如何作用于大规模养殖鱼健康；未来应阐明其对总体先天抗病力与疫苗应答能力的影响，尤其需检验更长的试验周期与持续暴露效应。本研究设计评估至多8% SCP替代主要蛋白原料，亦应测试各具体原料的完全替代，并探明>8%添加是否产生不良影响，从而确定添加上限。
