《Animal Nutrition》：Acute hypoxia induces liver mitochondrial and endoplasmic reticulum stress in adult grass carp (
Ctenopharyngodon idella): Palliative effects of vitamin A
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本研究针对水产养殖中缺氧应激导致草鱼肝脏损伤的突出问题，探讨了维生素A（VA）的干预作用。通过设计梯度VA饲料喂养实验结合96小时急性缺氧暴露，发现适宜VA水平（1614–2786 IU/kg）可显著提升草鱼生长性能，并通过上调SDHA、PGC1α/β等线粒体生物合成基因表达，降低LONP1、FGF21等线粒体应激指标，同时抑制PERK/eIF2α/ATF4、IRE1/XBP1和ATF6通路相关基因表达，缓解内质网应激。研究首次明确VA通过调控线粒体功能与内质网稳态减轻缺氧性肝损伤，为水产动物抗应激营养策略提供理论依据。
在水产养殖业高速发展的今天，高密度养殖与频繁高温天气导致水体溶解氧含量急剧下降，缺氧已成为制约渔业可持续发展的关键环境胁迫因子。草鱼（Ctenopharyngodon idella）作为中国产量最高的淡水经济鱼种，其耐缺氧能力远低于鲫鱼、鲤鱼等常见品种，更易因缺氧引发大规模死亡。肝脏作为鱼体核心代谢与解毒器官，是缺氧损伤的主要靶点。已有研究表明，缺氧会导致草鱼肝细胞线粒体嵴断裂、内质网结构紊乱，但营养干预如何调控这一过程尚不明确。维生素A（VA）作为鱼类必需营养素，虽已知其具有促进生长、增强免疫等作用，但其能否通过调控细胞器应激缓解缺氧损伤仍是未知领域。
为探究VA在草鱼抗缺氧应激中的作用，四川农业大学动物营养研究所团队在《Animal Nutrition》发表研究，通过60天生长实验与96小时急性缺氧暴露实验，系统评估了6个VA水平（375–3118 IU/kg）对成年草鱼生长性能、肝脏氧化损伤、线粒体功能及内质网应激的影响。研究采用实时定量PCR（RT-qPCR）、Western blot、透射电镜、免疫荧光等技术，从分子到超微结构层面揭示了VA的干预机制。
关键技术方法
实验选取600尾初始体重726±1.2 g的成年草鱼，随机分为6组（每组4重复，每重复25尾），饲喂VA水平分别为375、862、1614、2099、2786和3118 IU/kg的等氮等脂饲料60天。生长实验结束后，每组选取24尾鱼进行96小时急性缺氧应激（溶解氧1 mg/L）实验，以常氧组（6 mg/L）为对照。采集肝脏样本后，通过生化指标检测、组织切片观察、基因与蛋白表达分析等手段评估VA效果。
3.1 VA改善生长性能与VA营养状况
适宜VA水平（1614–2786 IU/kg）显著提升草鱼终末体重、增重率和饲料效率（P< 0.05），其中1614 IU/kg组效果最优。血清视黄醇结合蛋白4（RBP4）含量在VA补充组（862–3118 IU/kg）显著升高，表明VA改善了机体VA营养状态。
3.2 VA缓解缺氧诱导的应激与肝损伤
缺氧导致血清谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）和皮质醇（Cor）水平显著上升（P< 0.05），而862–2786 IU/kg VA可逆转这一趋势。组织学显示，1614 IU/kg VA减轻了肝细胞肿胀、血窦充血及局部坏死等病理变化。
3.3 VA促进肝脏VA转运与沉积
高VA组（3118 IU/kg）肝脏VA含量最高，而862–2099 IU/kg VA上调了细胞视黄醇结合蛋白1（CRBP1）表达。缺氧抑制VA转运基因（RBP4、TTR、Stra6）表达，中VA水平（1614–2099 IU/kg）可恢复其表达，表明VA通过CRBP1介导的转运系统增强肝脏VA蓄积。
3.4 VA减轻氧化损伤与线粒体功能障碍
缺氧引发活性氧（ROS）、丙二醛（MDA）和蛋白羰基（PC）显著积累（P< 0.001），中VA水平（862–2786 IU/kg）有效降低这些指标。透射电镜显示，1614 IU/kg VA缓解了缺氧导致的线粒体膜破裂、嵴消失等超微结构损伤。
3.5 VA增强线粒体生物合成
缺氧抑制琥珀酸脱氢酶（SDH）活性、ATP含量及线粒体生物合成关键基因（PGC1α/β、NRF1/2、TFAM）表达，而862–2786 IU/kg VA逆转上述变化。Western blot证实2099 IU/kg VA显著提升SDHA蛋白水平（P= 0.045），表明VA通过促进线粒体生物合成维持能量代谢。
3.6 VA调控线粒体应激通路
缺氧上调线粒体应激标志物FGF21的mRNA与蛋白表达，以及蛋白酶LONP1、ClpP等基因表达，而1614–2786 IU/kg VA可抑制这些指标。同时，VA（1614–2786 IU/kg）增强线粒体分子伴侣HSP60/70蛋白表达，并提升锰超氧化物歧化酶（MnSOD）和过氧化氢酶（CAT）活性，激活线粒体未折叠蛋白反应（UPRmt）以维持稳态。
3.7 VA抑制内质网应激（ERS）
电镜观察到缺氧导致内质网扩张，1614 IU/kg VA可缓解该现象。VA（1614–2099 IU/kg）下调ERS传感器基因（IRE1、PERK、ATF6）及其下游靶点（XBP1、eIF2α、CHOP）表达，免疫荧光显示VA降低GRP78和CHOP蛋白荧光强度。Western blot进一步证实VA抑制磷酸化IRE1（p-IRE1）和PERK（p-PERK）蛋白水平，表明VA通过PERK/eIF2α/ATF4、IRE1/XBP1和ATF6三条通路缓解ERS。
4.1 机制总结与VA需求确定
VA通过促进线粒体生物合成（上调PGC1α/β、NRF1/2）、增强抗氧化能力（激活MnSOD/CAT）及抑制ERS通路（下调CHOP），综合缓解缺氧性肝损伤。通过增重（WG）和AST活性二次回归分析，确定成年草鱼VA需求量为1921 IU/kg（生长）和2450 IU/kg（抗缺氧应激），高于幼鱼阶段（2307 IU/kg），提示VA需求随发育阶段与环境胁迫强度变化。
本研究首次系统阐明VA通过协调线粒体-内质网功能缓解鱼类缺氧应激的分子机制，为水产饲料中VA精准添加提供了重要理论依据。研究结果不仅对提升草鱼养殖抗逆性具有实践意义，也为其他经济鱼类的应激调控营养策略开辟了新思路。
