牛磺酸影响斜带石斑鱼脂类代谢的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772861
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1905.水产动物营养与饲料学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The sulfur-containing β-amino acid, taurine, is a conditionally essential amino acid for fish growth and plays a vital role in several important biological functions such as bile salt conjugation, osmoregulation, membrane stabilization, antioxidation, and early development of visual and neural systems. A comprehensive understanding of taurine in fish biosynthesis, metabolism and its regulation mechanisms will provide a theoretical basis for the efficient use of protein ingredients and the development of feed formulations, thus improving the economic efficiency of fish farming. Our recent studies have shown that dietary taurine deficiency caused an increase in liver fat and whole-body fat deposition in grouper Epinephelus coioides, an economically important aquaculture species, and a perturbation in body energy metabolism and substance metabolism. However, little is known about the molecular regulation mechanism behind the phenomena. In the present study, the species of grouper is selected as the target animal. The gene and protein profiles in the hepatocyte steatosis models of the primary cultured hepatocytes of grouper cultured in L-15 medium wtih different taurine concentrations will be analysed using a transcriptomic approach combined with a comparative proteomic approach, and the differentially expressed genes and proteins will be identified respectively. The metabolic pathways related to lipid metabolism in liver of grouper associated with the administration of taurine in vitro will be investigated, with the aid of bioinformatics analysis tools. Furthermore, the expressions of functional genes and proteins related to lipid metabolism in liver of grouper under the administraton of dietary taurine in vivo will be analysed and validated by the qRT-PCR and western blot methods, and in combination with the analysis of phenotypic index system in tissues. Therefore, the molecular regulation mechanisms of taurin in lipid metabolism of grouper at mRNA and protein levels will be further clarified. The results will improve the understanding of metabolic roles of taurine in fish and provide scientific basis for the rational use of taurine in aquafeed and aquaculture production.
牛磺酸在鱼类渗透调节、营养物质代谢、免疫调节和抗氧化等方面发挥重要生物学作用。我们前期研究发现,饲料牛磺酸缺乏引起斜带石斑鱼肝脂和体脂沉积增加,机体能量代谢和物质代谢均受到扰动,但造成这些现象的分子机制还不清楚。本项目拟通过联合采用转录组学和比较蛋白质组学技术分析牛磺酸对斜带石斑鱼离体肝细胞脂肪变性模型基因和蛋白质的表达情况,结合生物信息学分析,筛选差异表达基因与蛋白质及其共同表达蛋白质,构建肝脂代谢相关基因与蛋白质的调控网络,并通过应用实时荧光定量PCR和免疫印迹法验证牛磺酸干预下斜带石斑鱼在体肝脂代谢相关基因及其对应蛋白质的表达情况,同时结合在体组织脂代谢相关表型指标体系分析,揭示牛磺酸影响鱼类脂类代谢的分子调控机制,成果将丰富鱼类牛磺酸营养学的内容,为牛磺酸在水产饲料配制和水产养殖生产中的合理使用提供科学依据。

结项摘要

为了探明牛磺酸降低石斑鱼肝脂沉积的作用机制,我们首先建立了石斑鱼原代培养肝细胞脂肪变性模型,并进行牛磺酸干预试验,通过转录组学分析构建了牛磺酸介导离体肝细胞脂代谢相关信号通路图,发现牛磺酸主要通过调节PPAR、AMPK、Jak-STAT和MAPK信号通路、初级胆汁酸生物合成、甘油磷脂代谢途经、脂肪酸延伸等脂代谢和免疫相关信号通路来发挥降低肝脂沉积、减轻炎症反应的作用;通过蛋白质组学分析构建了牛磺酸介导离体肝细胞脂代谢相关蛋白质表达网络图,发现牛磺酸通过影响胰岛素信号通路、糖酵解/糖异生、脂肪细胞因子代谢通路、甘油磷脂代谢途径中的蛋白表达,激活AMPK的磷酸化,促进脂肪分解和糖异生等来发挥其降低肝脂沉积作用。其次,我们利用在体试验得到的肝样本进行脂质组学分析,通过比对石斑鱼肝中脂质分子分布和含量,发现牛磺酸可通过减少18:1n-9和18:2n-1附着在肝TG分子sn-2位置的含量以及减少18:2n-1附着在肝TG分子sn-3位置的含量来降低肝脂沉积;肝样转录组学分析发现,胆汁分泌、胰岛素分泌、磷脂酶D信号等相关通路是牛磺酸降低石斑鱼肝脂沉积的关键通路;肝样蛋白质组学分析发现,牛磺酸主要通过影响甘油磷脂、鞘脂代谢、初级胆汁酸生物合成、AMPK信号通路等通路中的蛋白质表达来影响石斑鱼肝脂沉积。通过蛋白质与转录组学结果的关联分析,我们发现牛磺酸组与高脂组比对时磷脂酰肌醇磷脂酶D(PLCD)基因的表达水平显著上调,而PLCD的蛋白表达水平显著下调,说明牛磺酸可通过下调PLCD的表达来减少二酰甘油生成,进而降低TG的合成。此外,饲料牛磺酸还可通过下调磷脂酸磷酸酶(LPIN)的表达降低TG的合成,这一结果进一步支持了脂质组学分析的结果。综上,牛磺酸的降肝脂作用是通过介导PLCD和LPIN蛋白的下调表达来减少TGs在肝中的积累。本研究从多组学层面探索了牛磺酸参与鱼类脂肪代谢的调控机制,丰富了鱼类牛磺酸营养学的内容,为牛磺酸在水产饲料配制和水产养殖生产中的合理使用提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
饲料牛磺酸含量对斜带石斑鱼幼鱼生长性能、体成分、TauT mRNA表达量及牛磺酸合成关键酶活性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    水产学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王彦飞;周铭文;李家旭;何凌云;叶继丹
  • 通讯作者:
    叶继丹
Effects of dietary replacement of fish oil with soybean oil on the growth performance, plasma components, fatty acid composition and lipid metabolism of groupers Epinephelus coioides
豆油替代鱼油对斜带石斑鱼生长性能、血浆成分、脂肪酸组成及脂质代谢的影响
  • DOI:
    10.1111/anu.13292
  • 发表时间:
    2021-06-05
  • 期刊:
    AQUACULTURE NUTRITION
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    He, Lingyun;Qin, Yingmei;Ye, Jidan
  • 通讯作者:
    Ye, Jidan
Metabolic Effect of Dietary Taurine Supplementation on Grouper (Epinephelus coioides): A H-1-NMR-Based Metabolomics Study
膳食牛磺酸补充剂对石斑鱼(斜带石斑鱼)的代谢影响:基于 1H-1-NMR 的代谢组学研究
  • DOI:
    10.3390/molecules24122253
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Molecules
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Shen Guiping;Wang Shenghao;Dong Jiyang;Feng Jianghua;Xu Jingjing;Xia Feng;Wang Xuexi;Ye Jidan
  • 通讯作者:
    Ye Jidan
Growth performance, plasma components, and intestinal barrier in grouper (Epinephelus coioides) are altered by dietary fish meal replacement with extruded soybean meal
用挤压豆粕替代膳食鱼粉可改变石斑鱼(斜带石斑鱼)的生长性能、血浆成分和肠道屏障
  • DOI:
    10.1016/j.aqrep.2021.100863
  • 发表时间:
    2021-09-20
  • 期刊:
    AQUACULTURE REPORTS
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhao, Xingqiao;Wang, Yanfei;Ye, Jidan
  • 通讯作者:
    Ye, Jidan
Growth performance, fatty acid composition, and lipid metabolism are altered in groupers (Epinephelus coioides) by dietary fish oil replacement with palm oil.
用棕榈油替代膳食鱼油可以改变石斑鱼(斜带石斑鱼)的生长性能、脂肪酸组成和脂质代谢
  • DOI:
    10.1016/j.aninu.2021.04.007
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Animal nutrition (Zhongguo xu mu shou yi xue hui)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qin Y;He L;Wang Y;Li D;Chen W;Ye J
  • 通讯作者:
    Ye J

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其他文献

斜带石斑鱼稚鱼和早期幼鱼消化道可培养菌群研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶继丹;孙云章;凌泽春;杨红玲;林文燕
  • 通讯作者:
    林文燕
饲料牛磺酸对尼罗罗非鱼生长、体成分及组织游离氨基酸含量的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    水产学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周铭文;王和伟;叶继丹
  • 通讯作者:
    叶继丹
饲料中不同蛋白质和淀粉水平对斜带石斑鱼生长性能和肝脏相关代谢酶活性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    水产学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄岩;李建;王学习;王琨;叶继丹
  • 通讯作者:
    叶继丹
不同循环饥饿投喂模式对尼罗罗非鱼补偿生长的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    水产学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李建;王琨;陈建春;叶继丹
  • 通讯作者:
    叶继丹
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西北农林科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙云章;叶继丹;陈政强;林文燕;常建波;杨红玲
  • 通讯作者:
    杨红玲

其他文献

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叶继丹的其他基金

利用代谢组学方法研究牛磺酸调控鱼类生长的机制
  • 批准号:
    31372546
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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