饲料氧化鱼油对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肠道谷胱甘肽/谷胱甘肽转移酶通路基因表达活性的影响

为了研究饲料氧化鱼油对草鱼肠道抗氧化防御能力的影响,以谷胱甘肽/谷胱甘肽转移酶(GSH/GSTs)通路为研究对象,以豆油、鱼油、氧化鱼油为饲料脂肪源分别设计豆油组(6S)、鱼油组(6F)、2%氧化鱼油(2OF)、4%氧化鱼油(4OF)及6%氧化鱼油(6OF)5组等氮、等能半纯化饲料,在池塘网箱养殖草鱼[平均体重(74.8±1)g]72 d。采用荧光定量PCR(RT-QPCR)的方法,测定了草鱼肠道组织中谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚(GCLC)、谷胱甘肽合成酶(GSS)和谷胱甘肽还原酶(GSR)以及谷胱甘肽S-转移酶的ω1(GSTω1)、PI-谷胱甘肽S-转移酶(GSTPI)和微粒体谷胱甘肽S-转移酶1(MGSt1)的表达活性,并测定了肠道中谷胱甘肽GSH的含量。结果显示,2OF、4OF和6OF组草鱼肠道中GSH/GSTs通路基因表达均上调,其中6F组中MSGT1在肠道中表达显著上调(P<0.05),4OF组中GSR和MGST1在肠道中表达显著上调(P<0.05),6OF中GCLC和MGST1在草鱼肠道中表达显著上调(P<0.05);GCLC表达活性与饲料中MDA含量呈多项式的关系,MGST1表达活性与饲料中AV和(EPA+DHA)呈多项式关系。结果表明,氧化鱼油使草鱼肠道GSH/GSTs通路基因表达活性上调,且GSH/GSTs通路基因表达活性对不同浓度氧化鱼油所引起的肠道氧化损伤具有不同的应对方式。

氧化鱼油诱导草鱼Ctenopharyngodon idellus肝胰脏谷胱甘肽/谷胱甘肽转移酶通路的应激反应

在水温25~33℃下,将平均体质量74.8±1g的草鱼Ctenopharyngodon idellus放养在池塘网箱中,投喂以豆油、鱼油、氧化鱼油为饲料脂肪源的5组等氮等能半纯化饲料（豆油组6S、鱼油组6F、2%氧化鱼油组2OF、4%氧化鱼油组4OF,及6%氧化鱼油组6OF）,采用荧光定量PCR（q RT-PCR）方法,测定了草鱼肝胰脏中谷胱甘肽（GSH）/谷胱甘肽转移酶（GST）通路中GCLC、GSR、GSTPI、MGST1基因的表达活性及GSH的含量和超氧物歧化酶（SOD）的活性,研究了氧化鱼油对草鱼肝胰脏抗氧化防御能力的影响。72d的养殖结果显示：6F组GCLC的表达活性显著下调（P〈0.05）,其余各组间均无显著差异（P〉0.05）;各试验组GSR的表达活性均下调,6F和4OF组间显著下调（P〈0.05）;GSTPI的表达活性均显著下调（P〈0.05）,与饲料中（EPA＋DHA）含量呈线性负相关关系;除6F组外,其余各组MGST1的表达活性均较6S组显著下调（P〈0.05）,且MGST1的表达活性与饲料丙二醛（MDA）含量呈二项式关系,与6S组相比,其余各组肝胰脏中GSH含量及SOD活性均显著下调（P〈0.05）。氧化鱼油引起草鱼GSH/GST合成通路基因表达相适应,肝胰脏GSH合成相关基因和MGST1的表达活性下调,而GSTPI的表达活性增强。GSH/GSTs通路基因表达活性和GSH含量随饲料中氧化鱼油的增加呈梯度变化。

氧化鱼油对草鱼肠道黏膜抗氧化应激通路基因表达水平的影响

为了探讨氧化鱼油对草鱼肠道黏膜损伤后,参与抗氧化应激的基因通路及其通路基因表达活性的变化,以草鱼为试验对象,灌喂氧化鱼油7d后,采集肠道黏膜组织并提取总RNA,采用RNA-seq方法,进行了氧化鱼油组和正常鱼油组草鱼肠道黏膜基因注释、IPA基因通路分析和基因表达活性差异分析。结果显示,组织切片观察发现氧化鱼油导致草鱼肠道黏膜出现严重的损伤;肠道黏膜中具有较为完整的"Keap1-Nrf2-ARE"基因调控通路。肠道黏膜在受到氧化鱼油的氧化损伤作用后,激活了细胞的抗氧化损伤保护机制,使NRF2介导的氧化应激反应通路基因差异表达显著性地上调,并导致了下游的GSH/GSTs通路基因差异表达显著性上调,促进了GSH的生物合成和GSTs的抗氧化作用;导致"Keap1-Nrf2-ARE"信号通路下游的热休克蛋白和泛素-蛋白酶体通路基因差异表达显著性上调,清除受损伤蛋白质,保护细胞结构完整性。研究表明,上述三类抗氧化应激通路构成了对肠道黏膜损伤细胞、损伤蛋白质的降解系统和清除系统,显示其对肠道黏膜组织和黏膜细胞的保护、修复发挥了重要的作用。

饲料氧化鱼油对草鱼谷胱甘肽/谷胱甘肽转移酶基因通路组织表达差异的影响

为了探讨草鱼不同器官组织应对饲料途径氧化鱼油应激的差异性,以豆油、氧化鱼油为饲料脂肪源分别设计豆油组和氧化鱼油2组等氮、等能半纯化饲料,在池塘网箱养殖草鱼(平均体重(65.5±1.5)g)7 d后,采集草鱼肾脏、心脏、大脑、脾脏、鳃、肠道、皮肤、肝胰脏、肌肉共9个器官组织。采用荧光定量PCR(RT-QPCR)的方法,测定了GSH合成代谢相关酶GCLC、GSS、GSR基因表达活性,以及三个谷胱甘肽转移酶GSTω1、GSTpi、MGSt1基因的表达活性。并测定了草鱼总谷胱甘肽T-GSH在以上九种组织中的含量。结果显示,(1)经氧化鱼油刺激后,肾脏和鳃组织中T-GSH显著上升(p<0.05);(2)经氧化鱼油刺激后,GCLC在肾脏、鳃中表达量显著上调(p<0.05),GSS在肠中显著上调(p<0.05),肝胰脏显著下调(p<0.05),GSR在鳃、肠道、肝胰脏中显著上调(p<0.05),肌肉中显著下调(p<0.05);(3)经氧化鱼油刺激后,GSTω1在肠道中显著上调(p<0.05),肌肉中显著下调(p<0.05),GSTpi在肾脏中显著上调(p<0.05),心脏、肌肉中显著下调(p<0.05),MGST1在肾脏、肠道显著上调(p<0.05),脾脏显著下调(p<0.05)。结果表明,肾脏、心脏、大脑、脾脏、鳃、肠道、肝胰脏、肌肉组织都均有完整的GSH/GSTs通路。短期氧化鱼油刺激后,各个组织中GSH/GSTs通路都受到一定的影响,其中肾脏、肠道、肝胰脏、鳃的GSH/GSTs通路相对其它组织受到影响更大。