《Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology》：Effects of phosphatidylserine supplementation on growth performance, lipid metabolism, antioxidant capacity, and inflammatory response of juvenile large yellow croaker (
Larimichthys crocea) fed with high soybean oil diets
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通过添加磷脂酰丝氨酸（PS）至高大豆油（SO）饲料中，研究了其对大型黄颡鱼幼鱼生长性能、脂代谢、抗氧化能力和炎症反应的影响，发现PS在0.006%-0.018%浓度下可有效改善生长，调节脂代谢平衡，增强抗氧化能力，并抑制炎症反应，其机制与哺乳动物相似。
陈明朗|刘永涛|卜先勇|陈志伟|张金泽|Md Golam Sajed Riar|唐宇航|杜建龙|姚传伟|隋长旭|梅康森|艾清辉
中国海洋大学渔业资源与养殖学院水产营养与饲料重点实验室/教育部海洋养殖重点实验室，中国山东省青岛市玉山路5号，266003
摘要
进行了一项为期8周的实验，以评估在高豆油（SO）日粮中添加磷脂酰丝氨酸（PS）对大型黄鲷鱼（Larimichthys crocea）幼鱼的影响。实验设置了鱼油对照组、SO对照组以及四种添加了0.002%、0.006%、0.018%或0.054% PS的SO日粮。结果表明，体重增长与PS添加量呈二次方关系。PS的添加减轻了肝脏脂质沉积，并降低了血清和肝脏中的脂质浓度。在分子水平上，PS下调了肝脏脂质生成相关基因的表达，包括固醇调节元件结合蛋白1（srebp1）、脂肪酸合成酶（fas）、硬脂酰辅酶A去饱和酶1（scd1）和乙酰辅酶A羧化酶1（acc1）。相反，它上调了肝脏脂质分解相关基因的表达：过氧化物酶体增殖激活受体α（ppara）、脂蛋白脂肪酶（lpl）、肉碱棕榈酰转移酶1（cpt1）和二酰甘油O-酰基转移酶1（dgat1）。此外，PS还恢复了肝脏中抗氧化酶的活性，如超氧化物歧化酶（sod1、sod3）、谷胱甘肽过氧化物酶（gpx）和过氧化氢酶（cat）。进一步研究表明，PS降低了肝脏促炎细胞因子的mRNA水平，包括肿瘤坏死因子α（tnf-α）、环氧化酶2（cox-2）和白细胞介素（il-6、il-1β）。总之，日粮中添加0.006%–0.018%的PS可以有效促进生长和增强抗氧化能力，改善脂质代谢，并调节转录水平的炎症反应。
引言
水产养殖业持续快速发展，以弥补全球蛋白质缺口，2022年全球渔业和水产养殖产量达到了2.232亿吨（FAO，2024年）。由于豆油（SO）的脂肪酸组成与鱼油相似且成本效益较高，已成为水产饲料中常用的替代脂质来源（Majluf等人，2024年；Qian等人，2024年）。然而，高剂量的SO添加到水产饲料中可能会对养殖鱼类产生多种不良影响，包括脂质代谢紊乱（Du等人，2017年）、抗氧化能力下降（Fawole等人，2021年）、炎症反应（Xie等人，2022年）和免疫功能障碍（Zhang等人，2022年）。因此，解决SO引起的脂质代谢紊乱、抗氧化能力下降和炎症反应失调问题是水产养殖业面临的关键挑战。功能性饲料添加剂因其成本效益和有效性而被广泛应用于水产饲料中，以减轻SO的不良影响（Hossain等人，2024年）。
磷脂酰丝氨酸（PS）是真核细胞膜的关键结构和功能成分，是一种天然生物活性磷脂，主要位于质膜的内层（细胞质面）（Vance和Steenbergen，2005年；Leventis和Grinstein，2010年）。PS在脑细胞中含量丰富，可促进细胞间通讯、细胞膜间的营养运输和受体激活（De Simone等人，2004年；Kim等人，2014年）。最近的研究进一步阐明了PS补充的多重作用机制。PS通过激活腺苷酸环化酶3（ADCY3）–环腺苷单磷酸（cAMP）–蛋白激酶A（PKA）信号通路，有效对抗饮食引起的肥胖，从而上调过氧化物酶体增殖激活受体γ共激活因子1-α（PGC1α）和解偶联蛋白1（UCP1）的表达。这增强了脂肪细胞的线粒体生物发生、电子传递链活性，并解偶联呼吸作用，从而刺激脂质动员和产热，增加全身能量消耗，减少脂肪积累（Uldry等人，2006年；Zhou等人，2024年）。在肝脏中，PS通过抑制固醇调节元件结合蛋白1c（SREBP-1c）途径抑制脂质生成，同时通过激活过氧化物酶体增殖激活受体α（PPARα）促进脂肪酸β-氧化（Ding等人，2018年）。除了代谢调节外，当PS被添加到重组高密度脂蛋白（HDL）中时，它还能通过调节巨噬细胞蛋白激酶B（Akt）/p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）信号通路，在Scavenger受体B类I型（SR-BI）依赖的方式下增强抗炎活性（Darabi等人，2022年）。此外，PS通过诱导亚致死剂量的活性氧（ROS）产生激素效应，激活应激响应基因，强化DAF-16介导的抗氧化防御系统，最终延缓衰老并减轻与年龄相关的病理变化（Kim和Park，2020年）。在淡水鱼类中，PS已被发现可以缓解钝吻鰤（Megalobrama ambylcephala）因高密度养殖引起的应激反应、氧化还原失衡和免疫抑制（Jiang等人，2024年）。然而，关于PS在海水鱼类中的应用研究较少，这阻碍了其在水产养殖中作为功能性饲料添加剂的潜力发挥。
大型黄鲷鱼（Larimichthys crocea）是中国东南沿海具有商业价值的水产养殖物种，因其独特的风味和丰富的营养成分而在国内市场备受重视（Zhang等人，2024年）。研究发现，高剂量SO添加的日粮会导致大型黄鲷鱼的肝脏脂质代谢紊乱（Tang等人，2023年）、氧化应激（Wang等人，2023年）和炎症反应（Xu等人，2022年），最终导致生长性能显著下降（Zhao等人，2023年）。因此，寻找能够减轻高剂量SO不良影响的功能性添加剂对于该物种的可持续养殖至关重要。PS作为一种在哺乳动物中具有保护肝脏和抗炎特性的磷脂，是一个有前景的候选物质。然而，其在鱼类中的潜在益处，特别是在对抗SO引起的代谢紊乱方面的作用，仍需进一步研究。为此，我们采用多层次评估策略，重点关注特定的分子和生化标志物。我们针对控制肝脏脂质生成的关键转录因子和酶，包括固醇调节元件结合蛋白1（srebp1）、脂肪酸合成酶（fas）、乙酰辅酶A羧化酶1（acc1）和硬脂酰辅酶A去饱和酶1（scd1），这些是已知在硬骨鱼类中调节脂质生物合成的关键因子（Xu等人，2019年）。通过分化簇36（cd36）、微粒体甘油三酯转移蛋白（mtp）、载脂蛋白B100（apob100）和脂肪酸结合蛋白10（fabp10）等基因评估脂质转运机制，这些基因对细胞的脂质摄取和分泌至关重要（Yan等人，2015年）。同时，还检测了脂质分解和储存相关的标志物，如过氧化物酶体增殖激活受体α（pparα）、肉碱棕榈酰转移酶1（cpt1）、脂蛋白脂肪酶（lpl）和二酰甘油O-酰基转移酶1（dgat1sod1、sod2、sod3）、过氧化氢酶（cat）和谷胱甘肽过氧化物酶（gpx），以评估其清除活性氧（ROS）和控制氧化损伤的能力（Ighodaro和Akinloye，2018年）。还量化了关键炎症细胞因子的表达，包括肿瘤坏死因子α（tnf-α）、白细胞介素1β（il-1β）、白细胞介素6（il-6）、白细胞介素8（il-8）和环氧化酶2（cox-2），以评估PS的免疫调节潜力（Kany等人，2019年）。测量血清AST和ALT活性以评估营养失衡引起的肝细胞损伤和炎症反应。这些指标反映了观察到的脂质代谢紊乱与肝脏生理健康状况之间的关键联系（Lim等人，2020年）。
通过研究大型黄鲷鱼，我们旨在确定PS的脂质调节和抗炎机制是否在面临营养压力的海洋硬骨鱼类中同样发挥作用。因此，从比较生理学的角度，本研究探讨了PS介导的代谢调节的进化保守性。我们假设PS的添加将以剂量依赖的方式减轻高剂量SO的不良影响，改善生长，恢复脂质代谢平衡，增强抗氧化能力，并抑制炎症反应。这些结果将为了解不同脊椎动物类群的脂质稳态提供见解，并为PS作为可持续水产养殖中的功能性营养素的使用奠定科学基础。
实验伦理声明
所有动物实验均符合中国《实验动物管理条例》（国务院令第676号，2017年修订版）的要求。实验获得了中国海洋大学动物实验伦理委员会的批准。
动物、日粮和样本采集
实验共使用了1080条大型黄鲷鱼幼鱼（初始平均体重：15.78±0.10克），来源为中国宁波的象山港水产种苗公司。
对饮食中的PS添加的响应：生长性能和体组成
与鱼油（FO）对照组相比，喂食基于SO的日粮的鱼最终体重（FW）、体重增长（WG）、特定生长率（SGR）和内脏体指数（VSI）显著较低（P < 0.05；图1B–D，F）。在基于SO的日粮中，PS的添加显著影响了这些参数（P < 0.05）。具体而言，添加0.002%、0.006%和0.018%的PS显著改善了最终体重（FBW）、体重增长（WG）和特定生长率（SGR）（P < 0.05），而
讨论
尽管SO的应用受到潜在不良影响的限制，但它仍作为潜在的替代脂质来源受到了广泛关注（Xu等人，2015年）。在本研究中，虽然存活率未受影响，但基于SO的日粮显著降低了大型黄鲷鱼的最终体重（FW）、体重增长（WG）和特定生长率（SGR），这与先前关于SO抑制鱼类生长的报告一致（Xu等人，2021年）。我们的发现表明，添加0.006% PS的基于SO的日粮显著改善了
结论
总体而言，我们的研究表明，饮食中添加PS有效改善了大型黄鲷鱼的生长性能，缓解了脂质代谢紊乱，并增强了抗氧化能力。此外，PS的添加调节了炎症标志物的转录表达，最佳添加量为0.006–0.018%。这些发现扩展了PS生物活性的应用范围，超出了哺乳动物模型的局限。
CRediT作者贡献声明
陈明朗：撰写初稿、软件使用、方法设计、实验实施、数据分析、概念构建。刘永涛：撰写初稿、软件使用、方法设计、数据管理。卜先勇：撰写与编辑。陈志伟：方法设计。张金泽：方法设计。Md Golam Sajed Riar：撰写与编辑。唐宇航：撰写与编辑、方法设计。杜建龙：撰写与编辑。姚传伟：撰写与编辑。隋长旭：
伦理声明
所有实验均遵循中国海洋大学的机构指南，并在动物伦理委员会的批准下进行。
利益冲突声明
作者声明与本手稿无关的任何利益冲突。
致谢
本研究得到了CARS-47专项基金的资助（项目编号：CARS47-11）。感谢中国宁波的象山港水产种苗公司的支持，同时也感谢Zengqi Zhao、Yayu Qu、Yifan Zhou、Zhihao Zhang、Dawei Zhang、Haoran Wang、Geye Ding、Wenxuan Yan、Wanxuan Zhang、Jianqiang Tan、Zixian Wu和Han Hu在实验中的协助。
