《British Journal of Nutrition》：The effects of suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3) in glucose intolerance of Japanese flounder (Paralichthys olivaceus )
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本研究针对肉食性鱼类（牙鲆）先天性葡萄糖不耐受的代谢难题，通过葡萄糖耐量实验结合转录组学分析，首次发现SOCS3基因在肝脏高表达且与胰岛素信号通路密切相关。利用siRNA干扰技术证实敲低SOCS3可显著提升胰岛素受体底物1（IRS1）、蛋白激酶B1（AKT1）等关键基因表达，同时抑制葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）活性，从而增强胰岛素敏感性并促进葡萄糖代谢。该研究为解析鱼类葡萄糖代谢调控网络提供了新靶点，对水产饲料碳水化合物高效利用具有重要实践意义。
在水产养殖业中，如何通过饲料优化提升鱼类生长效率一直是研究热点。碳水化合物作为成本较低的能源，若能高效利用将显著降低养殖成本。然而，肉食性鱼类普遍存在“先天性葡萄糖不耐受”现象——摄入碳水化合物后会出现持续高血糖，这与哺乳动物的葡萄糖代谢模式截然不同。这种代谢差异的分子机制尚不明确，限制了水产饲料中碳水化合物的科学应用。为此，中国海洋大学张文兵团队以典型海洋肉食性鱼类牙鲆（Paralichthys olivaceus）为模型，在《British Journal of Nutrition》发表研究，揭示了细胞因子信号传导抑制因子3（SOCS3）在葡萄糖稳态中的关键作用。
关键技术方法
研究通过腹腔注射葡萄糖进行葡萄糖耐量实验（GTT），检测血清葡萄糖和胰岛素浓度变化；选取关键时间点（0h、3h、5h）的肝脏样本进行转录组测序，筛选差异表达基因；克隆牙鲆SOCS3基因全长并分析其蛋白结构；采用原代肝细胞培养与siRNA干扰技术敲低SOCS3表达，通过qRT-PCR检测胰岛素信号通路（IRS1/PI3K/AKT）和葡萄糖代谢相关基因（GK、PK、G6Pase等）的表达变化。
研究结果
3.1 GTT揭示葡萄糖代谢动态
腹腔注射葡萄糖后，牙鲆血清葡萄糖浓度在5小时达到峰值，48小时恢复基线水平；胰岛素浓度在3小时降至最低，12小时后逐步回升（图1）。这表明牙鲆对葡萄糖的清除能力迟缓，且胰岛素分泌受抑制。
3.2 转录组筛选关键靶点SOCS3
高通量测序发现58个差异表达基因，其中SOCS3在注射后3小时和5小时表达显著上调（图2、3）。尽管GO和KEGG富集分析未显示显著通路，但SOCS3因与胰岛素抵抗的已知关联被确定为后续研究重点。
3.3 SOCS3基因功能验证
SOCS3编码225个氨基酸，包含SH2结构域和SOCS3-box保守域（图4、5），在肝脏和肠道中高表达（图7）。在原代肝细胞中敲低SOCS3后，IRS1、AKT1、葡萄糖转运蛋白2（GLUT2）、葡萄糖激酶（GK）和丙酮酸激酶（PK）表达显著上升，而PI3K和G6Pase表达下降（图8）。这表明SOCS3通过抑制胰岛素信号通路和促进糖异生，加剧了葡萄糖不耐受。
结论与意义
本研究首次在牙鲆中证实SOCS3是调控葡萄糖代谢的关键负向调节因子。其机制可能通过降解胰岛素受体底物蛋白，阻断PI3K/AKT通路，从而抑制葡萄糖转运和糖酵解，同时维持糖异生活性。该发现不仅为理解肉食性鱼类葡萄糖代谢的进化特性提供了分子依据，也为通过靶向SOCS3改善水产饲料碳水化合物利用效率提供了新策略。未来可探索SOCS3抑制剂在饲料添加剂中的应用潜力，推动绿色水产养殖发展。
