白藜芦醇通过激活SIRT1/PERK/ATF6信号通路缓解豆油饲粮引起的大黄鱼肝脏脂质沉积、内质网应激、炎症与细胞凋亡

《Animal Nutrition》:Resveratrol alleviates lipid deposition, endoplasmic reticulum stress, inflammation and apoptosis in the livers of large yellow croaker ( Larimichthys crocea) fed with a soybean oil-based diet

【字体: 时间:2026年03月08日 来源:Animal Nutrition 7.5

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  为了解决水产饲料中鱼油资源短缺、高比例植物油替代鱼油常引发养殖鱼类肝脏脂肪肝、炎症乃至肝损伤等问题,研究人员以大黄鱼为模型,开展了一项关于白藜芦醇膳食干预的研究。研究发现,在豆油基饲料中添加0.10%的白藜芦醇,能够激活SIRT1,有效缓解由豆油引起的肝脏脂质沉积、内质网应激(ERS)、炎症和细胞凋亡,显著改善大黄鱼的生长性能和饲料利用。这项研究为开发低鱼油饲料的营养策略提供了关键靶点和重要数据支持。

  
在蓝色海洋经济的浪潮中,大黄鱼凭借其鲜美的滋味,已成为中国海水养殖业的支柱品种之一。然而,随着水产养殖业的迅猛发展,对饲料的需求与日俱增,其中鱼油作为传统的优质脂肪源,因其富含长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)而备受青睐,但全球性的鱼油资源紧缺已成为制约产业发展的瓶颈。在此背景下,来源广泛、成本低廉的植物油,如豆油,成为替代鱼油的优选方案。然而,一个不容忽视的困境随之而来:高比例使用植物油替代鱼油,往往会“好心办坏事”,导致养殖鱼类生长放缓、饲料利用效率降低,更棘手的是,肝脏会像“蓄水池”一样异常积累脂质,进而引发内质网应激(ERS)、炎症乃至细胞凋亡,最终损害鱼体健康,削弱其抗病和抗逆能力。肝脏是鱼体的“化工厂”,其功能受损会引发连锁反应。为了破解这一难题,寻找既能缓解植物油副作用,又不影响鱼类生长的营养添加剂,成为水产营养学家的当务之急。
白藜芦醇,一种天然存在于葡萄、花生等植物中的多酚化合物,因其抗氧化、抗炎、调节代谢的潜力而在人类健康领域备受关注。近年来,它也被引入水产养殖领域。已有研究表明,白藜芦醇能够通过激活“长寿蛋白”——沉默信息调节因子1(SIRT1),来改善高脂饮食诱导的代谢紊乱。SIRT1被激活后,能通过去乙酰化修饰,调控细胞内多种信号通路。其中,内质网应激通路是关键一环。内质网是细胞内的“蛋白质加工厂”和“脂质合成车间”,当受到不良刺激(如营养失衡)时,会触发内质网应激,激活未折叠蛋白反应(UPR)以求恢复稳态。但长期、过度的内质网应激,反而会成为“导火索”,通过三条主要传感器(IRE1、ATF6、PERK)通路,进一步加剧脂质沉积,并点燃炎症和细胞凋亡的“火焰”。然而,在大黄鱼的豆油基饲料中补充白藜芦醇,能否通过激活SIRT1来调控内质网应激,从而减轻肝损伤,此前尚不清楚。这项发表在《Animal Nutrition》上的研究,正是为了揭开这个谜团。
为了回答上述问题,研究团队设计了一套严谨的实验方案,运用了多种关键技术方法。他们以初始体重约35.6克的大黄鱼为研究对象,开展了为期56天的养殖试验。实验设计了六种等氮等脂的饲料:鱼油基饲料(FO)、豆油基饲料(SO),以及分别添加了0.05%、0.10%、0.20%和0.40%白藜芦醇的豆油基饲料。每种饲料设置三个平行网箱,每个网箱放养50尾鱼。实验结束后,研究人员系统评估了鱼的生长性能,并采集了血清和肝脏样本。在技术层面,他们通过苏木精-伊红(H&E)染色、油红O染色和透射电子显微镜(TEM)观察肝脏的组织和超微结构病理变化;通过测定肝脏粗脂肪和甘油三酯(TAG)含量来量化脂质沉积;利用实时定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)和蛋白质印迹法(Western blot)分别检测了与脂质代谢、内质网应激、炎症和细胞凋亡相关的基因和蛋白的表达水平;还通过免疫组化、免疫荧光和末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记(TUNEL)等技术,在组织原位水平验证了关键蛋白的表达和细胞凋亡情况。
3.1. 生长和饲料性能,以及形态学指标
研究结果显示,完全用豆油替代鱼油,显著降低了大黄鱼的终末体重(FBW)和增重百分比(PWG),并显著提高了饲料转化率(FCR)和摄食率(FI)。而在豆油基饲料中添加0.10%白藜芦醇的SR0.1组,其PWG显著高于SO组,FCR显著低于SO组,且FBW和FI与FO组无显著差异。这表明适量添加白藜芦醇能部分改善因豆油替代导致的生长抑制和饲料利用效率下降。
3.2. 血清生化参数
豆油饲喂导致血清甘油三酯(TAG)和非酯化脂肪酸(NEFA)水平显著升高,而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平降低。补充白藜芦醇(尤其是0.10%添加量)能有效逆转这些异常变化,使血清TAG和NEFA水平显著下降。
3.3. 肝脏脂质沉积
组织学和生化分析一致表明,豆油饲喂引发了严重的肝脏脂肪变性。肝脏粗脂肪和TAG含量显著增加,H&E和油红O染色显示肝细胞出现严重空泡化、细胞核被挤压、脂滴大量累积,透射电镜也观察到脂滴数量增多、体积增大。然而,SR0.1组的肝脏脂质含量和脂滴积累情况得到显著缓解,与FO组相近。在分子机制上,豆油上调了脂质合成相关基因(如srebp-1fasacc1acc2)的表达,下调了脂质分解相关基因(如atglpparαcpt1)的表达。白藜芦醇的补充则逆转了这些基因的表达趋势,表明其通过抑制脂肪生成、促进脂肪分解来缓解肝脏脂质沉积。
3.4. 肝脏SIRT1表达和内质网应激
豆油饲喂显著抑制了肝脏中sirt1基因和SIRT1蛋白的表达,同时显著上调了内质网应激标志基因(grp78xbp1atf6αatf4chop)和蛋白(GRP78、XBP1、ATF6、p-PERK)的表达。透射电镜观察到豆油组肝细胞内质网腔肿胀。相反,SR0.1组显著提升了SIRT1的表达,并有效降低了上述内质网应激相关指标,肝细胞和內质网形态也得到部分恢复。这表明白藜芦醇能通过激活SIRT1,缓解豆油诱导的肝脏内质网应激。
3.5. 肝脏炎症反应
豆油饲喂引发了强烈的肝脏炎症反应,表现为促炎细胞因子(tnfαil-1β)基因表达上调,抗炎细胞因子(arg1il-10tgfβ)表达下调。同时,促炎核心转录因子NF-κB p65的磷酸化水平及其核转位增强。白藜芦醇(0.10%)的补充则显著抑制了促炎因子上调,促进了抗炎因子的表达,并降低了p-NF-κB p65的水平及NF-κB的核转位,表明其具有抗炎作用。
3.6. 肝组织凋亡
豆油饲喂激活了细胞凋亡通路,上调了促凋亡基因(bax、caspase 3、caspase 9)的表达,下调了抗凋亡基因bcl-2的表达,增加了JNK蛋白的磷酸化,并且TUNEL检测显示凋亡信号增强。而SR0.1组则逆转了这些促凋亡变化,凋亡信号减弱。
综上所述,这项研究系统阐明了大黄鱼摄食高比例豆油基饲料后,引发肝脏脂质沉积、进而导致内质网应激、炎症和细胞凋亡的级联病理过程。研究的关键发现是,在饲料中添加0.10%的白藜芦醇,能够有效激活SIRT1,进而通过调控PERK、ATF6等内质网应激传感器通路,打断这一有害的级联反应,最终显著减轻肝脏的脂质蓄积、炎症和细胞凋亡,并改善鱼的生长性能。在讨论部分,作者将本研究结果与已有文献进行对比,指出白藜芦醇的效果存在物种和剂量依赖性,并强调了内质网应激在这一病理过程中的核心枢纽作用。他们推测,白藜芦醇可能通过SIRT1直接去乙酰化修饰内质网应激相关蛋白(如ATF6、IRE1等)来发挥作用,但这仍需进一步验证。这项研究不仅为白藜芦醇作为一种功能性饲料添加剂在低鱼油饲料中的应用提供了直接、有力的实验证据和数据支持,更重要的是,它揭示了SIRT1/内质网应激轴是缓解植物油诱导鱼类肝损伤的一个潜在关键靶点,为开发精准、高效的营养干预策略奠定了理论基础,对推动水产养殖业的绿色、健康和可持续发展具有重要意义。
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