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乌鳢在养殖过程中极易患肝胆综合症,胆汁淤积性肝损伤是肝胆综合症的典型症状,通常伴有胆汁酸代谢紊乱和肠道菌群失衡,乳酸菌在调控肝脏代谢性疾病和维持肠道菌群平衡方面发挥积极作用。本研究以乌鳢为研究对象,分别在体内和体外构建乌鳢肝损伤模型,以所筛选出的乌鳢源乳酸菌为切入点,以FXR及其相关信号通路为研究重点,探究同源乳酸菌调控乌鳢胆汁淤积性肝损伤的分子机制。为揭示同源乳酸菌对乌鳢胆汁淤积性肝损伤的保护机制及进一步了解鱼类胆汁酸代谢模式奠定理论基础,为解决实际生产中乌鳢肝胆综合症提供理论参考,促进乌鳢的健康养殖及乳酸菌在水产养殖业中的科学应用。本研究内容共分为六部分,主要研究结果和结论如下:(1)乌鳢源优良乳酸菌的筛选及其体外益生特性研究为评估水产动物源乳酸菌的益生特性,从健康乌鳢肠道中分离出共计178株革兰氏阳性和过氧化氢酶阴性的LAB分离株。使MRS-CHOL培养基筛选出10株(W1、W16、W24、C4、C9、C11、L1、L3、L12和L19)具有高降胆固醇能力的LAB分离株;采用牛津杯法筛选出5株(W1、W24、C11、L1和L19)能够抑制常见水产病原菌的LAB分离株,其中W24和L19菌株表现出相对较强的广谱抑菌活性,可分别抑制5种(A.veronii TH0426、A.veronii ATCC35624、A.veronii JL-8155、A.hydrophila ATCC7966和A.salmonicida ATCC27013)或6种(A.veronii TH0426、A.veronii AV115、A.veronii JL-8155、A.hydrophila ATCC7966、A.caviae ATCC15468和A.salmonicida ATCC27013)水产病原菌;经体外益生特性分析,这5个菌株均能在低p H、高p H和高浓度胆盐条件下存活,具有高表面疏水活性和高自聚集能力,且在胃蛋白酶和胰蛋白酶环境条件下耐受。综上,保留了两株综合性能优良的LAB分离株(W24和L19),进行16S r RNA测序并构建系统进化树分析,鉴定为E.faecalis W24(Genbank:MT102745.1)和L.lactis L19(Genbank:MT102746.1)。生理生化特性鉴定结果表明,W24和L19分离株可发酵多种糖类,符合LAB的特性;药敏试验结果表明,W24和L19分离株对绝大多数抗生素敏感;动物安全试验表明,W24和L19分离株对乌鳢安全、无致病性。以上结果表明,W24和L19分离株可能是开发功能性微生态饲料有发展潜力的候选菌株,为筛选水产动物优良LAB提供理论依据。(2)同源优良乳酸菌对乌鳢生长、免疫、抗氧化能力与肝肠胆健康的影响为评估饲料中单一或联合添加乌鳢源L.lactis L19或/和E.faecalis W24对乌鳢生长、免疫、抗氧化能力与肝肠胆健康的影响,在基础饲料(CK)中添加1.0×10~8 CFU/g L.lactisL19、1.0×10~8 CFU/g E.faecalis W24和0.5×10~8 CFU/g L19+0.5×10~8 CFU/g W24饲喂乌鳢56 d。结果表明,饲料中单一或联合添加L.lactis L19或/和E.faecalis W24显著增加FBW、WG、FER、SGR和PER等生长指标(P<0.05),显著升高胃、肠和肝脏中的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等消化酶活性(P<0.05),有效提高乌鳢的生长性能和对营养物质的消化吸收能力;显著升高血清中LZM活性及Ig M、C3和C4含量(P<0.05),显著升高肝脏和肠道中SOD、CAT、GSH-Px和T-AOC活性(P<0.05),显著降低MDA含量(P<0.05),有效增强乌鳢免疫功能并提高乌鳢抗氧化能力;显著降低血清中ALT、AST、TC、TG和TBA水平(P<0.05),具有较强的降胆固醇能力,能够有效保护肝胆健康,具有防治脂肪肝、肝胆综合症等乌鳢常见病害的潜力;显著增加乌鳢中肠肌层厚度、皱襞高度和皱襞宽度(P<0.05),保护肠道形态;丰富肠道微生物多样性,增加厚壁菌门等有益菌并减少变形菌门等有害菌,调节乌鳢肠道微生物群,有效保护乌鳢肠道健康。以上结果均以单一添加1.0×10~8 CFU/g L.lactis L19的综合效果最好,要优于单一添加E.faecalis W24以及二者的联合作用,L.lactis L19是一株有重要发展前景的益生菌菌株,可有效提高乌鳢的生长性能、增强免疫功能和抗氧化能力,调节肠道微生物多样性,并有效保护肝肠胆健康。(3)基于非靶向代谢组学技术探究同源乳酸菌代谢物与BA代谢之间的关系为探究同源L.lactis L19代谢物与BA代谢之间的关系,本研究采用UHPLC-Q-TOF MS分析平台对乌鳢肠道内容物样品进行了非靶向代谢组学研究。将正、负离子模式合并后共鉴定出404种代谢物(正290种、负114种);根据其化学分类归属信息对合并正负离子鉴定到的所有代谢物进行分类统计,其中,有机酸及其衍生物、有机氧化合物、脂质和类脂质分子的代谢物数量所占比例相对较高,分别为17.327%、8.168%、6.931%;正、负离子模式下显著性差异代谢物共17和1种,分别主要涉及有机酸及其衍生物和有机氮化合物。L.lactis L19能促进乌鳢肠道差异代谢物的结构和数量发生转变,显著影响乌鳢的代谢活动;以N-棕榈酰鞘氨醇和谷氨酸-赖氨酸为主的显著性差异代谢物在对照组中富集,而以鞘氨醇、L-棕榈酰肉碱、牛磺脱氧胆酸和N-乙酰甘露糖胺为主的显著性差异代谢物在L19组中富集;将显著性差异代谢物的KEGG通路注释,主要富集于氨基糖和核苷酸糖代谢,此外,在鞘脂代谢、核黄素代谢和鞘脂信号通路也显著富集。L.lactis L19确实参与调节BA代谢,降低胆固醇水平,有助于调节机体代谢水平,保护乌鳢机体健康。(4)乌鳢胆汁淤积性肝损伤模型的构建及转录组学分析为构建乌鳢胆汁淤积性肝损伤模型,本研究探究了在饲料中添加0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.4%和0.6%石胆酸(LCA)对乌鳢血清BA代谢生物标志物、存活率和肝脏组织病理学的影响,构建LCA诱导的乌鳢胆汁淤积性肝损伤模型,通过转录组证实该模型并验证BA代谢相关基因m RNA表达。存活率结果发现饲喂0.4%和0.6%LCA的鱼从第一天开始死亡;生化结果表明,0.2%、0.4%和0.6%LCA组血清中ALT、AST、TBA和ALP水平显著升高(P<0.05)。肝脏实体图和病理切片结果显示,0.1%、0.2%、0.4%和0.6%LCA处理7 d均导致肝毒性和胆汁淤积,但0.4%和0.6%LCA出现大面积绿肝,大规模局灶性坏死。综上结果,LCA诱导乌鳢胆汁淤积性肝损伤模型的最佳造模时间为7 d,最佳造模浓度为0.2%。在本研究中,通过使用Illumina平台对乌鳢肝脏转录组测序,获得了101.09 GB干净数据,共83,513个单基因簇和107,325个转录本。在对照组和LCA模型组之间共鉴定出206个差异表达基因(DEGs),即112个上调DEGs和94个下调DEGs。获得与胆汁酸代谢相关关键DEGs,包括bsep、shp、fxr、mrp2、mrp3、mrp4、cyp7a1、cyp8b1、cyp27a1和hmgcr。因此,本试验成功构建LCA诱导的乌鳢胆汁淤积性肝损伤模型,并鉴定该模型与BA代谢相关。(5)体内验证同源乳酸菌调控乌鳢胆汁淤积性肝损伤的分子机制为阐明同源乳酸菌调控乌鳢胆汁淤积性肝损伤的分子机制,本研究从BA代谢和肠道微生物群的角度测定了同源L.lactis L19对乌鳢血清BA代谢生物标志物、肝脏组织切片、BA代谢相关基因和蛋白以及肠道微生物多样性的影响。生化结果表明,与对照相比,LCA组显著增加了血清中AST、ALT、ALP、TBA、TBIL和DBIL水平(P<0.05),L19治疗逆转了这些BA生物标志物的增加;肝脏组织切片结果显示,L19治疗后改善了由LCA诱导的肝脏病理变化;在基因水平上,L19激活fxr并调节BA代谢,包括通过Fxr-Bsep信号通路诱导fxr靶基因bsep、mrp2、mrp3、mrp4和Ostβ的表达以促进BA从肝脏转运至肠道,并通过抑制ntcp的表达以减少BA重吸收;L19通过Fxr-Shp信号通路抑制fxr靶基因cyp7a1、cyp8b1、cyp27a1和hmgcr的表达以减少BA合成,并通过上调sult2a1的表达以促进BA代谢。在蛋白水平上,L19通过激活Fxr靶蛋白Bsep、Shp和Cyp7a1的表达以减少BA合成、促进BA代谢和转运。肠道微生物多样性结果表明,LCA组以变形菌门和衣原体为主,而L19处理可以降低变形菌门的丰度,增加厚壁菌门的丰度,调节肠道微生物群的组成。因此,同源L.lactis L19可能是通过调控Fxr及其相关信号通路和肠道微生物群变化来保护LCA诱导的乌鳢胆汁淤积性肝损伤。(6)乌鳢肝细胞损伤模型的构建及体外验证同源乳酸菌调控肝细胞损伤的分子机制为阐明同源乳酸菌调控乌鳢肝细胞损伤的分子机制,本研究以Fxr作为治疗乌鳢肝细胞损伤的关键靶点,采用LCA构建乌鳢原代肝细胞损伤模型,并利用Fxr抑制剂GS特异性阻断Fxr及其相关信号通路,进一步在体外探究同源L.lactis L19对乌鳢胆汁淤积性肝损伤的保护机制。结果显示,成功构建LCA诱导的乌鳢肝细胞损伤模型,LCA的最佳造模浓度为20μM,最佳作用时间为24 h。1.0×10~8 CFU/m L L.lactis L19 ECP对LCA诱导的肝细胞损伤具有保护作用,能够显著下调肝损伤相关生化指标AST、ALT、ALP和LDH的水平(P<0.05),调控BA代谢相关基因fxr、bsep、mrp2、shp、cyp7a1和cyp8b1及蛋白Fxr、Bsep、Shp和Cyp7a1的表达(P<0.05)。揭示了L.lactis L19是通过激活Fxr及其相关信号通路调控乌鳢肝细胞损伤的可能分子机制。体外试验结果表明,L.lactis L19可增强肝细胞的增殖,促进毒性BA的外排与代谢,抑制BA的合成与摄取,在LCA诱导的乌鳢肝细胞损伤中发挥保护作用。在基因和蛋白水平上,验证了L.lactis L19能够激活Fxr及其相关信号通路,证明了L.lactis L19对LCA所致肝细胞损伤的保护作用被Fxr抑制剂GS阻断,Fxr是治疗胆汁淤积性肝损伤的关键靶点。综上所述,同源L.lactis L19是一株理想的益生菌候选株,能够在体内和体外激活关键靶点Fxr及其相关信号通路调控乌鳢胆汁淤积性肝损伤,在治疗肝胆相关疾病中发展前景广阔。