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N-氨甲酰谷氨酸(N-Carbamylglutamate,NCG)是N-乙酰谷氨酸(N-acetylglutamate,NAG)的稳定类似物,可以促进动物内源性精氨酸(Arg)的合成,但在鱼类中尚未见系统研究。本论文通过研究NCG对花鲈(Lateolabrax japonicus)生长性能、形体指标、血浆生化指标、蛋白质代谢以及肝脏组织学的影响,同时结合脂代谢、凋亡和炎症相关因子的基因表达以及肝脏免疫荧光和TUNEL分析,确定其在花鲈饲料中应用的有效和耐受剂量并探究NCG改善花鲈肝脏健康、减少腹脂沉积的分子机制。主要研究结果如下:第一章NCG在花鲈饲料中的有效性评价及最适添加量研究通过在花鲈基础饲料中添加0(N0)、120(N120)、240(N240)、360(N360)、480(N480)、720(N720)mg/kg的NCG,研究NCG对花鲈的生长性能、形体指标和血浆生化指标的影响,对NCG进行有效性评价。试验结果表明:N240组花鲈具有最高蛋白沉积率(PPV)和最低腹脂率(VAI),N360组肝脏脂肪(HL)最低(P<0.05),说明适量添加NCG能够促进花鲈鱼体蛋白质沉积,降低腹腔和肝脏的脂肪蓄积。此外,适量添加NCG显著降低血浆中尿素氮(BUN)和甘油三酯(TG)水平(P<0.05),说明NCG具有改善蛋白质和脂肪代谢的功能。分别以蛋白质沉积率、腹脂率为指标,通过折线模型分析获得花鲈饲料中NCG最适添加量分别为219.2和214.3 mg/kg,综合养殖成本和试验结果,NCG的最高推荐剂量为360 mg/kg(目前已被农业部授权批准)。第二章NCG在花鲈饲料中的耐受性评价及其改善花鲈肝脏健康的机制研究在花鲈基础饲料中添加0(N0)、360(N360)、720(N720)和3600(N3600)mg/kg的NCG,其中N360组是农业部批准的最高推荐剂量组,N720和N3600分别是N360的2倍和10倍剂量组,用于评价NCG的耐受性,同时本研究探究了花鲈利用NCG合成精氨酸的能力以及NCG对花鲈肝脏健康的改善作用机制。试验结果表明:各处理组存活率都达到了97.5%以上,添加360-720mg/kg NCG显著提高花鲈PPV(P<0.05),说明适量添加NCG能促进鱼体蛋白质沉积。10倍剂量组显饲料系数(FCR)和摄食量(FR)显著升高(P<0.05),说明高剂量(3600mg/kg)添加NCG会对养殖水体造成一定的排放压力。在饲料中添加360-720mg/kg显著提高血浆精氨酸水平,上调精氨酸合成关键基因-精氨酸琥珀酸裂解酶(ASL)的mRNA水平,说明花鲈可以利用NCG促进内源性精氨酸合成(P<0.05)。同时,N720组血浆中谷胱甘肽转移酶(GST)升高和丙二醛(MDA)降低表明抗氧化反应得到改善(P<0.05)。通过肝脏组织学分析,我们发现饲料中添加360-3600mg/kg NCG都一定程度地改善了花鲈地肝脏健康,其中N720组改善最为明显包括显著下调肝脏中炎症、凋亡和纤维化相关基因的表达(P<0.05)、肝细胞的凋亡和坏死信号显著降低。此外,我们发现NCG通过显著抑制ERK1/2-mTOR-S6K1信号通路磷酸化激活来抑制脂合成并促进脂分解进而减少肝脏TG和游离脂肪酸(NEFA)的蓄积进而改善肝脏健康(P<0.05)。虽然添加3600mg/kg的NCG会对养殖水体造成一定的排放压力,鉴于其对花鲈肝脏健康的改善作用,NCG在花鲈饲料中的安全系数是10倍。第三章NCG对花鲈腹脂和脂肪细胞脂代谢、炎症和凋亡的影响研究通过研究NCG对花鲈腹脂和脂肪细胞脂代谢、炎症和凋亡的影响来探究NCG减少花鲈腹腔脂肪蓄积的潜在调节机制。试验结果表明:饲料中添加720-3600 mg/kg的NCG通过下调腹脂中脂肪合成相关的关键酶-脂肪酸合成酶(FASN)、胆固醇合成关键酶-3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR)、脂肪细胞分化关键因子-过氧化物酶体增殖剂激活受体γ(PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白β(C/EBPβ)的表达来减少脂肪合成(P<0.05)。N720组和N3600组脂肪组织中脂沉积相关酶-脂蛋白脂酶(LPL)和瘦素(Leptin)的表达被显著下调(P<0.05),说明饲料中添加NCG能够减少脂肪的沉积。同时,脂肪组织的脂解关键酶-甘油三酯水解酶(ATGL)和激素敏感脂肪酶(HSL)表达没有显著差异。此外,在体外分离花鲈前脂肪细胞进行诱导分化,在分化过程中伴随着脂滴在细胞内蓄积,小的脂滴融合成大的脂滴,最终分化成脂肪细胞。我们发现NCG处理组可显著抑制脂肪细胞的FASN、HMGCR、LPL和Leptin的基因表达(P<0.05)。同时,NCG处理组对脂肪细胞脂分解和脂分化基因的表达没有影响。饲料中添加720-3600 mg/kg的NCG能显著减少腹脂炎症因子-白细胞介素1β(IL1β)、白细胞介素8(IL8)和凋亡因子-含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解-3、8(caspase-3、8)的表达(P<0.05)。NCG处理组脂肪细胞促炎因子-IL8被显著下调、抗炎因子-IL10被显著上调(P<0.05)。综上所述,NCG通过抑制脂肪合成相关基因的表达来减少腹腔脂肪蓄积,进而抑制炎症和凋亡反应。