灌喂氧化鱼油对黄颡鱼胃肠道黏膜胆固醇和胆汁酸合成途径基因差异表达的影响

分别提取灌喂氧化鱼油以及鱼油的黄颡鱼胃肠道肠道黏膜的总RNA。将氧化鱼油组、鱼油组总RNA等量混合后,采用RNA-Seq测序,用Trinity进行de novo拼接、组装,对单一基因进行功能注释;再将氧化鱼油组、鱼油组总RNA分别测序、注释后进行基因表达量分析,并计算氧化鱼油组对鱼油组单一基因的差异表达定量分析,以log_2(OFH/FH)值代表氧化鱼油组相对于鱼油组基因的差异表达量。基因差异表达显示,氧化鱼油导致黄颡鱼胃肠道黏膜组织中胆固醇、胆汁酸生物合成代谢途径的酶以及涉及胆固醇和胆汁酸吸收转运蛋白基因差异表达。黄颡鱼胃肠道黏膜中以乙酰辅酶A为原料的胆固醇生物合成途径关键酶基因差异表达显著下调,从细胞外吸收转运胆固醇的主要蛋白基因差异表达下调,显示灌喂氧化鱼油导致黄颡鱼胃肠道黏膜胆固醇合成能力下降、从其他组织吸收胆固醇的能力下降,血清胆固醇含量下降4.06%。灌喂氧化鱼油后,黄颡鱼胃肠道黏膜以胆固醇为原料的初级胆汁酸合成代谢的关键酶差异表达显著上调,而胆汁酸转运到细胞外和转运到肠腔的载体蛋白基因差异表达下调,肠道再吸收胆汁酸的转运载体蛋白基因差异表达下调及肝细胞从血液吸收转运的载体蛋白基因差异表达上调,而血清胆汁酸含量下降了20.00%。结果表明,胆汁酸的肠肝循环发生障碍,肠腔和血清胆汁酸含量下降、胆汁酸在细胞出现淤积的趋势。     

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。     

在患CyHV-2病的异育银鲫肠道黏膜中胆固醇、胆汁酸代谢通路基因的差异表达

为了探讨CyHV-2疾病条件下异育银鲫胆汁酸肠肝循环代谢途径主要基因表达活性的变化, 以患CyHV-2病的、正常的异育银鲫肠道黏膜为材料, 提取总RNA, 采用RNA-Seq测序、对单一基因进行注释, 并进行KEGG富集分析、单一基因差异表达分析。结果显示, 肠道黏膜组织有7770个基因显著性差异表达, 其中, 差异表达上调基因数为3335个、差异表达下调的基因数为4435个, 表明CyHV-2病的发生对肠道黏膜组织基因表达产生了重大的影响。病鱼胆固醇、胆汁酸生物合成代谢途径的酶、蛋白质的基因显著性差异表达, 显示肠道黏膜胆固醇、胆汁酸合成代谢受到显著性影响。参与胆固醇、胆汁酸合成代谢调节作用, 以及胆固醇、胆汁酸分泌、吸收、转运等生理过程的蛋白质、酶的基因也是差异表达下调, 胆汁酸肠肝循环有出现代谢障碍的趋势。结果表明, CyHV-2病的发生对肠道黏膜组织基因表达产生了严重影响, 对胆固醇、胆汁酸的合成代谢途径、胆汁酸肠肝循环途径的基因表达产生了严重影响, 将导致病鱼体内胆固醇、胆汁酸量的不足。患CyHV-2病病鱼血清胆汁酸含量下降了99%、胆固醇含量下降了10%, 证实了上述基因差异表达的趋势。     

氧化鱼油对草鱼(Ctenopharyngodon idelluspond)肝胰脏、肠道胆固醇、胆汁酸合成代谢的影响

为了研究氧化鱼油对草鱼肝胰脏、肠道胆固醇、胆汁酸合成代谢的影响,本研究以豆油、鱼油、氧化鱼油作为饲料脂肪源,分别设计鱼油组(6F)、豆油组(6S)、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,在池塘网箱养殖平均体重为(74.8±1.2)g草鱼72 d。采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)的方法,测定了草鱼肝胰脏、肠道组织中四种胆固醇合成相关酶HMGCR、SREBP2、CETP、ABCA1和胆汁酸合成关键酶CYP7A1的基因表达活性,结合血清、肝胰脏和肠道TC、TBA含量分析了胆固醇、胆汁酸的合成强度的变化。结果显示:(1)添加氧化鱼油后,草鱼肝胰脏HMGCR基因表达活性显著上调(p0.05),ABCA1和CYP7A1基因表达活性显著下调(p0.05),肝胰脏TC、TBA含量显著增加(p0.05);(2)添加氧化鱼油后,草鱼肠道HMGCR基因表达活性显著上调(p0.05),CYP7A1基因表达活性显著下调(p0.05),肠道TC含量显著增加(p0.05),而TBA含量显著减少(p0.05);(3)添加鱼油或氧化鱼油后,饲料∑PUFA含量与肝胰脏ABCA1基因表达活性呈显著正相关关系(p0.05),饲料MDA含量与肠道ABCA1基因表达活性呈显著负相关关系(p0.05)。结果表明,随着饲料氧化鱼油添加量的增加,在饲料∑PUFA含量减少和鱼油氧化产物MDA含量增加的交互影响下,肝胰脏和肠道细胞胆固醇合成能力、向细胞内转运胆固醇的能力增强,向细胞外转运胆固醇的能力、以胆固醇为原料合成胆汁酸的能力减弱,致使肝胰脏、肠道、血清胆固醇含量增加、而血清、肠道胆汁酸含量减少。肝胰脏胆汁酸含量增加,显示肝胰脏有胆汁酸淤积的发展趋势。预示着鱼体生理代谢可能需要更多的胆固醇以满足生理代谢的需要,而鱼体胆汁酸可能出现供给不足。     

灌喂氧化鱼油后黄颡鱼胃肠道黏膜黑色素细胞分化和黑色素合成途径基因的差异表达

以黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)为实验对象, 灌喂氧化鱼油、鱼油7d后, 提取胃肠道黏膜总RNA, 采用RNA-seq测序并做转录组分析, 分析了黑色素生物合成途径关键酶(酪氨酸酶)及其相关蛋白基因、黑素体运动的3个蛋白基因、α黑素细胞刺激激素途径和WNT/β-catenin、EDN3和EDNRB、KIT及其配体KITL3个信号通路的主要蛋白基因的差异表达活性。结果显示, 黄颡鱼胃肠道黏膜中存在黑色素细胞分化和发育过程、黑色素合成及其调控途径的代谢网络, 通过绘制代谢网络得到了关键性酶或蛋白质的基因信息。在灌喂氧化鱼油后, 控制黑色素合成途径主要基因的表达活性显著下调, 可能导致黑色素合成量的不足; α-MSH激素途径主要基因差异表达上调, 具备促进黑色素细胞分化和发育的调控基础; 而调控黑色素细胞分化和发育的3个信号通路主要基因也有差异表达。因此, 黄颡鱼受灌喂氧化鱼油的影响, 黑色素细胞分化和发育过程受到较大影响, 会影响到鱼体成熟的黑色素细胞的数量, 同时, 黑色素的生物合成量不足将导致引起黄颡鱼体色的变化。     

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(p0.05);(2)经氧化鱼油刺激后,GCLC在肾脏、鳃中表达量显著上调(p0.05),GSS在肠中显著上调(p0.05),肝胰脏显著下调(p0.05),GSR在鳃、肠道、肝胰脏中显著上调(p0.05),肌肉中显著下调(p0.05);(3)经氧化鱼油刺激后,GSTω1在肠道中显著上调(p0.05),肌肉中显著下调(p0.05),GSTpi在肾脏中显著上调(p0.05),心脏、肌肉中显著下调(p0.05),MGST1在肾脏、肠道显著上调(p0.05),脾脏显著下调(p0.05)。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。     

基于转录组分析的金针菇冷诱导原基形成的调控网络

金针菇是低温结实型菌类,原基形成需要低温诱导,子实体发育也需要较低的温度,因此在工厂化生产过程中能源消耗大,生产成本高。本研究利用转录组测序对金针菇菌丝体和原基进行RNA-Seq分析,筛选得到7 935个差异表达基因,在原基形成后,有4 025个基因上调表达以及3 910个基因下调表达。通过GO注释和KEGG通路注释等生物信息学手段对代谢途径进行分析,可推测冷诱导形成原基的代谢调控为：当金针菇菌丝细胞接受到冷信号后,糖分转运相关的基因表达量下降,导致碳源摄取效率下降,因而糖酵解途径大部分相关基因表达量下调,进而导致三羧酸循环的底物乙酰辅酶A（乙酰CoA）合成量减少,整个细胞能量产出下降。此负反馈信号使细胞内储存的脂质进行氧化代谢的基因表达上调,产出乙酰CoA以供三羧酸循环产能。此负反馈导致不饱和脂肪酸的合成基因表达上调,以调节细胞流动性;同时磷脂和鞘脂代谢通路的相关基因表达大多上调,合成增多,细胞膜的组分因此改变,因此细胞进行重构进入另一种状态。与DNA复制、RNA转录和蛋白质合成的相关基因表达均大部分上调,表明了原基形成时细胞正处于增殖旺盛时期。本研究结果从分子水平上揭示了金针菇原基的形成伴随着能量来源的转变,各个代谢途径的相互调控以及相关基因的表达影响,为有目的培育高温型金针菇新品种,减少栽培能耗提供理论依据。     

饲料氧化鱼油引起草鱼肠道结构损伤、通透性增加

为了探讨饲料氧化鱼油对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肠道组织结构及其通透性的影响, 本实验以豆油、鱼油及氧化鱼油作为饲料脂肪源, 分别设计鱼油组(6F)、豆油组(6S)、2%氧化鱼油(4S2OF)、4%氧化鱼油(2S4OF)及6%氧化鱼油(6OF) 5组等氮、等能的半纯化饲料。经72d池塘网箱养殖后, 实验结果显示: (1)氧化鱼油显著增加(P0.05)草鱼血清和肠道MDA含量、增加肠道GSH含量(P0.05), 但随氧化产物含量上升GSH含量出现下降。(2)氧化鱼油会显著降低肠道内胆汁酸的含量(P0.05)。(3)氧化鱼油会显著增加肠道绒毛中杯状细胞的数量(P0.05), 且随着氧化产物的增加, 肠道微绒毛高度呈现先上升后下降趋势。(4)氧化鱼油会导致肠道紧密连接间隙增大, 增加肠道通透性, 使血清中D-乳酸及内毒素含量显著增加(P0.05)。结果表明, 饲料中鱼油氧化产物损伤了草鱼肠道组织结构, 尤其是肠道上皮细胞紧密连接结构损伤严重, 从而破坏了肠道黏膜的机械屏障功能, 使肠道通透性显著增加, 肠道细菌内毒素等发生转移。鱼油氧化产物会引起草鱼肠道氧化与抗氧化应激反应, 干扰草鱼肝-肠正常胆汁酸循环, 致使草鱼肠道胆汁酸不足。     

饲料丙二醛对草鱼生长、肝胰脏及肠道结构和功能的影响

为了探讨丙二醛(MDA)对草鱼Ctenopharyngodon idellus(74.821.49) g生长、肝胰脏及肠道结构和功能的影响并初步对比MDA与其他油脂氧化产物的毒副作用, 本试验以新鲜豆油、低氧化程度的鱼油为饲料脂肪源, 制成豆油组(S组)、鱼油组(F组), 并在豆油组中喷涂不同浓度的MDA, 制成MDA水平为61.59 (M1组)、123.92 (M2组)、185.04 (M3组) mg/kg的5种等氮等能的试验饲料。经72d池塘网箱养殖后, 试验结果显示:(1)饲料中MDA及油脂其他氧化产物均可显著增加草鱼饲料系数(FCR) (P0.05), 显著降低特定生长率(SGR)、蛋白质沉积率(PRR)(P0.05), MDA还可显著降低草鱼脂肪沉积率(LRR) (P0.05); (2)饲料中MDA及油脂其他氧化产物均可显著降低血清总胆汁酸(TBA)含量(P0.05), 并使血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、MDA含量及超氧化物歧化酶(SOD)酶活性显著上升(P0.05), 饲料中MDA还可显著增加血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)含量(P0.05), 显著降低血清高密度脂蛋白与低密度脂蛋白之比(HDL/LDL)、白蛋白与球蛋白之比(A/G)比值(P0.05); (3)饲料中MDA及油脂及其他氧化产物会显著增加肝胰脏脂肪(P0.05), 且MDA还会显著增加肝胰脏SOD含量(P0.05), 导致草鱼肝胰脏氧化应激; (4)饲料中MDA会损伤肝胰脏细胞线粒体, 降低细胞核数量, 使肝胰脏细胞有明显纤维化趋势; (5)饲料MDA及鱼油其他氧化产物均会引起草鱼肠道黏膜杯状细胞数量增加, 损伤肠道微绒毛, 并会损伤肠道紧密连接结构, 增加肠道通透性, 导致血清内毒素及D-乳酸含量显著增加(P0.05)。上述结果表明: (1)饲料MDA会引起草鱼鱼体应激, 并通过干扰正常胆汁酸循环来干扰草鱼对脂肪的消化吸收, 最终导致草鱼生长性能下降; (2)MDA会引起肝胰脏氧化应激, 并可通过损伤肝胰脏细胞线粒体内部结构来损伤草鱼肝胰脏, 增加其发生脂肪性肝炎机率, 而鱼油其他氧化产物则是通过影响线粒体膜结构改变线粒体形态来损伤肝胰脏; (3)饲料MDA及鱼油其他氧化产物均会损伤草鱼肠道绒毛和微绒毛来降低其消化吸收能力, 还可损伤肠道紧密连接结构, 增加肠道通透性。     

外源质粒DNA对小鼠脾脏物质能量代谢的影响

研究外源质粒DNA经胃肠道途径对免疫激活状态下小鼠脾脏代谢的影响。给Balb/c小鼠灌喂质粒pcDNA3 200μg,分别在灌喂后4h和18h分离脾脏,提取脾脏总RNA。利用Affymetrix基因表达谱芯片对灌喂质粒pcDNA3后的Balb/c小鼠脾脏进行基因表达谱研究。采用Genmmapp和MAPPFinder软件进行功能聚类分析。对上调倍数两倍及两倍以上的基因进行功能聚类发现,灌喂后4h,外源质粒刺激小鼠脾脏产生免疫应答的同时,脾脏中嘌呤代谢及蛋白质合成,胆固醇合成、脂肪酸合成、糖酵解、三羧酸循环及线粒体氧化磷酸化途径等大量代谢过程受到诱导。在灌喂后18h也得到类似的结果。结果表明外源质粒DNA可通过胃肠道途径吸收影响小鼠脾脏物质能量代谢过程。结果有助于在分子水平上深入了解外源质粒DNA经胃肠道吸收后的作用机制。     

饲料氧化鱼油对草鱼肝胰脏结构和功能的损伤

为了探讨饲料氧化鱼油对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝胰脏组织结构及其功能的影响, 研究以豆油、鱼油及氧化鱼油作为饲料脂肪源, 分别设计鱼油组(6F)、豆油组(6S)、2%氧化鱼油(4S2OF)、4%氧化鱼油(2S4OF)及6%氧化鱼油(6OF)5组等氮、等能的半纯化饲料, 在池塘网箱中养殖72d。结果显示: 氧化鱼油显著增加草鱼血清ALB、GLB、MDA和GSH含量(P0.05), 显著降低肝胰脏GSH和SOD含量(P0.05); 氧化鱼油会显著增加草鱼肝胰脏指数及肝胰脏脂肪含量(P0.05), 且草鱼血清TG含量显著上升(P0.05), HDL/LDL显著下降(P0.05); 氧化鱼油使血清及肝胰脏TC含量显著增加(P0.05), 血清TBA显著下降(P0.05), 肝胰脏TBA显著上升(P0.05); 氧化鱼油会引起草鱼脂肪肝, 损伤肝胰脏细胞线粒体, 并导致肝胰脏细胞纤维化和组织萎缩。结果表明: 饲料添加氧化鱼油会引起草鱼氧化应激, 并降低草鱼肝胰脏抗氧化能力; 扰乱草鱼肝胰脏脂肪代谢, 引起脂肪肝; 影响胆汁酸肝肠循环, 使胆汁酸在肝胰脏中堆积, 并损伤肝胰脏细胞线粒体, 最终增加草鱼肝胰脏脂肪性肝炎发生率。     

Hypocholesterolemic effect of anhydrous milk fat ghee is mediated by increasing the secretion of biliary lipids

The anhydrous milk fat ghee is one of the important sources of fat in the Indian diet. Our earlier studies showed that rats fed diets containing greater than 2.5 wt% of ghee had lower levels of serum cholesterol compared with rats fed diets containing groundnut oil. To evaluate the mechanism of the hypocholesterolemic effect of ghee, male Wistar rats were fed a diet containing 2.5 or 5.0 wt% ghee for a period of 8 weeks. The diets were made isocaloric with groundnut oil. Both native and ghee heated at 120 degrees C containing oxidized lipids were included in the diet. The ghee in the diet did not affect the 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A (HMG CoA) reductase activity in the liver microsomes, but it significantly increased biliary excretion of cholesterol, bile acids, uronic acid, and phospholipids. The rats fed ghee had lower levels of cholesterol esters in the serum as well as in the intestinal mucosa. Both native and oxidized ghee influenced cholesterol metabolism. These results indicate that supplementation of diets with ghee lipids would increase the excretion of bile constituents and lower serum cholesterol levels.     

Identification of a novel function of hepatic long-chain acyl-CoA synthetase-1 (ACSL1) in bile acid synthesis and its regulation by bile acid-activated farnesoid X receptor

Long-chain acyl-CoA synthetase 1 (ACSL1) plays a pivotal role in fatty acid β‑oxidation in heart, adipose tissue and skeletal muscle. However, key functions of ACSL1 in the liver remain largely unknown. We investigated acute effects of hepatic ACSL1 deficiency on lipid metabolism in adult mice under hyperlipidemic and normolipidemic conditions. We knocked down hepatic ACSL1 expression using adenovirus expressing a ACSL1 shRNA (Ad-shAcsl1) in mice fed a high-fat diet or a normal chow diet. Hepatic ACSL1 depletion generated a hypercholesterolemic phenotype in mice fed both diets with marked elevations of total cholesterol, LDL-cholesterol and free cholesterol in circulation and accumulations of cholesterol in the liver. Furthermore, SREBP2 pathway in ACSL1 depleted livers was severely repressed with a 50% reduction of LDL receptor protein levels. In contrast to the dysregulated cholesterol metabolism, serum triglycerides, free fatty acid and phospholipid levels were unaffected. Mechanistic investigations of genome-wide gene expression profiling and pathway analysis revealed that ACSL1 depletion repressed expressions of several key enzymes for bile acid biosynthesis, consequently leading to reduced liver bile acid levels and altered bile acid compositions. These results are the first demonstration of a requisite role of ACSL1 in bile acid biosynthetic pathway in liver tissue. Furthermore, we discovered that Acsl1 is a novel molecular target of the bile acid-activated farnesoid X receptor (FXR). Activation of FXR by agonist obeticholic acid repressed the expression of ACSL1 protein and mRNA in the liver of FXR wild-type mice but not in FXR knockout mice.     

Effects of ionizing radiation on the activity of the major hepatic enzymes implicated in bile acid biosynthesis in the rat

In the days following high-dose radiation exposure, damage to small intestinal mucosa is aggravated by changes in the bile acid pool reaching the gut. Intestinal bile acid malabsorption, as described classically, may be associated with altered hepatic bile acid biosynthesis, which was the objective of this work. The activity of the main rate-limiting enzymes implicated in the bile acid biosynthesis were evaluated in the days following an 8-Gy gamma(60)Co total body irradiation of rats, with concomitant determination of biliary bile acid profiles and intestinal bile acid content. Modifications of biliary bile acid profiles, observed as early as the first post-irradiation day, were most marked at the third and fourth day, and resulted in an increased hydrophobicity index. In parallel, the intestinal bile acids' content was enhanced and hepatic enzymatic activities leading to bile acids were changed. A marked increase of sterol 12 alpha-hydroxylase and decrease of oxysterol 7 alpha-hydroxylase activity was observed at day 3, whereas both cholesterol 7 alpha-hydroxylase and oxysterol 7 alpha-hydroxylase activities were decreased at day 4 after irradiation. These results show, for the first time, radiation-induced modifications of hepatic enzymatic activities implicated in bile acid biosynthesis and suggest that they are mainly a consequence of radiation-altered intestinal absorption, which induces a physiological response of the enterohepatic bile acid recirculation.