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由于脂肪具有一定的蛋白质节约能力,鱼类饲料脂肪水平呈现越来越高的趋势,但饲料脂肪过高会导致鱼体脂肪过量沉积。饲料中添加胆汁酸(BAs)通常可以促进鱼类生长并降低鱼体脂肪,陆生动物中的研究表明BAs主要通过BAs受体TGR5(G蛋白偶联胆汁酸受体1)和FXR(法尼醇X受体)调节宿主的脂质代谢和BAs代谢,但鱼类中相关研究较少。因此,本研究利用16S r RNA测序、蛋白质组学和BAs组学等技术手段,探讨BAs缓解高脂饲料(HD)诱导的珍珠龙胆石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀×E.lanceolatus♂)肝脏脂质过度积累的机制。本研究的主要结果包括:1)克隆了珍珠龙胆石斑鱼fxr和tgr5的全长序列并进行了特征分析。结果表明,fxr基因全长2242bp,包含一个1458bp的ORF(开放阅读框),其编码485个氨基酸。fxr基因包含一个Zn F_C4(C4锌指核激素受体)结构域和一个HOLI(激素受体配体结合域)结构域。fxr基因在后肠、肝、脾和体肾中高表达。珍珠龙胆石斑鱼tgr5基因全长2525bp。tgr5基因的ORF为1029bp,编码342个氨基酸,并包含一个7TM(7次跨膜)结构域。tgr5基因在脾脏、中肠和大脑中高表达。珍珠龙胆石斑鱼FXR和TGR5在所有鲈形目鱼类中高度保守。2)配制了7种饲料:对照(CD,8.27%脂水平)、HD(14.92%脂水平)、HD添加300(B1D)、600(B2D)、900(B3D)、1200(B4D)和1500 mg kg-1(B5D)BAs,养殖珍珠龙胆石斑鱼8周。养殖结束后,与CD组相比,HD饲料没有显著影响鱼体生长性能,但促进了脂肪沉积,这体现在全鱼、肌肉和肝脏的粗脂肪含量显著增加。在补充BAs的实验组中,与HD饲料相比,摄食B3D的鱼表现出最好的生长性能和最低的肝脏脂肪沉积。在大多数补充BAs组,血清总胆固醇(T-CHO)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)和甘油三酯(TG)的含量以及肝脏T-CHO的含量均显著下降,而血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL)的含量显著上升。此外,蛋白组学结果表明对照组、HD组和B3D组影响的主要通路是脂肪酸生物合成、胰岛素信号通路和AMPK信号通路。高脂饲料中补充BAs抑制了脂肪生成相关基因、蛋白和酶的表达,并促进了脂肪分解相关基因、蛋白和酶的表达。HD饲料改变了石斑鱼肠道菌群结构,抑制了与胆盐水解酶(BSH)活性有关的微生物,从而降低了初级BAs[CA(胆酸)和CDCA(鹅去氧胆酸)]含量。B3D饲料增加了产生BSH的微生物丰度,从而提高了初级BAs含量。HD组的BAs池显著减小,而所有BAs组的BAs池显著增大。HD组的BAs合成和再循环基因的表达显著上调,而BAs转运、重吸收和受体基因的表达显著下调。大多数BAs添加组的BAs合成、转运、重吸收和受体基因的表达显著上调,所有BAs添加组的BAs再循环基因的表达显著下调。高脂饲料破坏了珍珠龙胆石斑鱼的脂肪代谢和BAs代谢,促进了脂肪沉积,添加外源BAs改善了鱼体脂肪代谢和BAs代谢,缓解了脂肪沉积。珍珠龙胆石斑鱼高脂饲料的BAs适宜添加水平为900 mg kg-1。3)珍珠龙胆石斑鱼的原代肝细胞分别进行以下处理:V-CN(无任何处理)、V-HL(0.5 ml/L脂肪乳剂)、V-TCA(V-HL+TCA)、V-T747(V-TCA+奥贝胆酸)、V-TGU(V-TCA+guggulsterone)、V-T777(V-TCA+INT-777)和V-TSBI(V-TCA+SBI-115)。结果显示,V-HL诱导的高脂肝细胞表现出显著增加的TG含量和固醇反应元件结合蛋白1(SREBP1)蛋白的表达,显著降低的过氧化物增殖体激活受体α(PPARA)和磷酸化PPARA(P-PPARA)蛋白的表达。V-TCA处理能够显著降低TG的含量,显著增加PPARA、FXR和TGR5蛋白的表达。V-T747处理显著降低了TG的含量以及SREBP1和PPARA蛋白的表达,显著升高了P-PPARA、FXR、小异二聚体伴侣(SHP)和TGR5蛋白的表达。V-TGU处理显著升高了TG的含量和SHP蛋白的表达,显著降低了TGR5蛋白的表达。V-T777处理显著减少了TG的含量以及SREBP1和SHP蛋白的表达,显著上调了TGR5蛋白的表达。V-TSBI显著升高了TG的含量,但显著降低了P-PPARA和TGR5蛋白的表达。珍珠龙胆石斑鱼高脂肝细胞模型的脂肪代谢紊乱,表现为脂肪生成增强和脂肪分解减弱。BAs孵育可能通过激活FXR和/或TGR5信号通路,抑制了脂肪生成,促进了脂肪分解,从而改善了肝细胞的脂质代谢和脂肪蓄积。4)珍珠龙胆石斑鱼分别腹腔注射牛磺胆酸(I-TCA)、奥贝胆酸(FXR激动剂,I-T747)、guggulsterone(FXR拮抗剂,I-TGU)、SBI-115(TGR5拮抗剂,I-TSBI)、INT-777(TGR5激动剂,I-T777)。结果显示,与其他注射浓度和周期相比,在144 h内连续三次注射50 mg kg-1TCA的石斑鱼肝脏脂质沉积显著降低。与I-TCA组相比,I-T747处理显著提高了肝脏甘油三酯脂肪酶(ATGL)和肉碱脂酰转移酶1(CPT1)的活性,以及脂肪分解和脂肪酸摄取基因的表达,同时降低了肝脏粗脂肪的含量、CPT1的活性和脂肪生成基因的表达。而I-TGU处理增加了肝脏脂质沉积和脂肪生成基因的表达。与I-TCA组相比,I-T777处理对脂质沉积没有影响,但显著降低了乙酰-Co A羧化酶(ACC)、CPT1和脂肪酸合成酶(FAS)的活性,同时显著提高了ATGL的活性以及脂肪分解和脂肪酸摄取基因的表达。而I-TSBI处理增加了肝脏脂质积累,ACC、CPT1和FAS的活性,以及脂肪生成及其转录因子基因的表达。I-T747处理上调了BAs转运和重吸收基因的表达,而I-TGU处理下调了BAs转运和重吸收基因的表达。I-TSBI处理下调了BAs转运和再循环基因的表达,I-T777处理则上调了BAs转运和重吸收基因的表达。注射适当浓度(50 mg kg-1)的BAs减少了珍珠龙胆石斑鱼肝脏的脂质积累;抑制FXR加剧了肝脏脂质沉积,破坏了脂肪代谢,抑制了BAs的转运和重吸收;抑制TGR5加剧了肝脏脂质沉积,破坏了脂肪代谢,抑制了BAs的转运;BAs对脂质代谢的影响可能依赖于FXR或TGR5信号通路的激活。5)珍珠龙胆石斑鱼短期摄食B3D饲料(SBD)和添加抗生素的B3D饲料(ASBD)。结果显示,ASBD处理显著降低了肝脏脂滴的水平、肝脏TG和T-CHO的含量以及血清LDL的含量,同时显著增加了HDL的含量。ASBD处理增强了脂肪分解酶的活性、脂肪分解蛋白和脂肪分解转录因子的表达;降低了脂肪合成转录因子基因的表达。ASBD处理减小了BAs池,以及BAs重吸收和再循环基因的表达;同时增加了BAs合成、转运和受体基因的表达。ASBD处理显著增加了Bacteroidetes的丰度。尽管ASBD组的肠道微生物群的组成和结构能与SBD组明显分开,但ASBD组的α多样性指数没有变化。肠道内菌群的存在抑制了珍珠龙胆石斑鱼的脂肪分解,促进了脂肪生成,增加了脂质沉积,增强了BAs重吸收,维持BAs池大小。综上所述,高脂饲料添加BAs减少珍珠龙胆石斑鱼肝脏脂质沉积的潜在机制如下:BAs重塑了肠道微生物群的结构,增加了BSH产生菌的相对丰度,增加了初级BAs水平和BAs池的大小,增强了BAs的转运和重吸收,改善了BAs代谢,激活了肝脏TGR5和FXR信号通路,促进了脂肪分解和抑制了脂肪生成,改善了脂质代谢,促进了鱼体生长。珍珠龙胆石斑鱼高脂饲料的BAs适宜添加水平为900 mg kg-1。