亮氨酸调控卵形鲳鲹糖利用和代谢的分子机制研究

The utilization ability of dietary carbohydrate is generally poor in fish and high dietary carbohydrate intake results in persistent hyperglycemia. Considering this key scientific point, golden pompano (Trachinotus ovatus), one of the major species being maricultured in China, was chosen as a model animal. Therefore, the purpose of this study is to investigate the interactive effect of the expression of molecules in the mTOR-insulin signaling pathway (in liver and muscle) and dietary leucine level on carbohydrate utilization and metabolism combined with growth performance, plasma glucose level, insulin level, hepatic and muscle glycogen content and key glucose metabolism enzymes activities in golden pompano using modern biochemistry, physiology and molecular biology techniques. The results could reveal that the molecular mechanisms of leucine regulate carobohydrate utilization and metabolism in this fish, as well as would contribute some insight to the development of efficient feed production for golden pompano.

与哺乳动物相比，鱼类对饲料糖利用能力较低，摄食含过高水平糖的饲料会出现持续高血糖的现象。针对这一关键问题，本项目以我国南方沿海地区重要经济养殖鱼类卵形鲳鲹为研究对象，运用现代生物化学、生理学和分子生物学等方法，拟通过探究饲料中添加亮氨酸对卵形鲳鲹mTOR-胰岛素信号通路（肝脏和肌肉）相关信号分子mRNA表达的影响，并且综合分析生长、血糖水平、胰岛素水平、肝/肌糖原、糖代谢限速酶活力、mTOR-胰岛素信号通路相关信号分子mRNA表达等因子之间的关系，揭示亮氨酸调控卵形鲳鲹糖利用和代谢的作用机制，从亮氨酸调控的角度，寻找鱼类对糖利用力低的原因，为通过营养干预提高卵形鲳鲹对饲料糖的利用能力，研制营养均衡且性价比高的全价配合饲料提供理论依据和技术支持。

与哺乳动物相比，鱼类对饲料糖利用能力较低，摄食含过高水平糖的饲料会出现持续高血糖的现象。针对这一关键问题，本项目以我国南方沿海地区重要经济养殖鱼类卵形鲳鲹为研究对象，运用现代生物化学、生理学和分子生物学等方法，拟通过探究饲料中添加亮氨酸对卵形鲳鲹mTOR-胰岛素信号通路（肝脏和肌肉）相关信号分子mRNA表达的影响，并且综合分析生长、血糖水平、胰岛素水平、肝/肌糖原、糖代谢限速酶活力、mTOR-胰岛素信号通路相关信号分子mRNA表达等因子之间的关系。研究发现，与ND组相比，HCD组卵形鲳鲹血浆葡萄糖水平、肝脏糖原含量、肝脏丙酮酸激酶活性显著升高。与HCD组相比，亮氨酸添加能够显著增加HCD+Leu组卵形鲳鲹血浆总胆固醇、胰岛素水平、肝糖原和肌糖原含量、肝脏丙酮酸激酶活性、肝脏AKT和mTOR基因的表达，但是显著降低了血浆葡萄糖水平、肝脏磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性。在胰岛素刺激状态下肌肉细胞经Wortmannin处理后，其葡萄糖摄取能力显著降低。与不加亮氨酸组相比，亮氨酸干预显著缓解了Wortmannin对肌肉细胞葡萄糖摄取和AKT与mTOR基因表达的抑制作用。与Wortmannin 处理相比，Wortmannin和Rapamycin处理后，亮氨酸增强AKT和mTOR基因表达的作用被抑制。研究结果揭示了亮氨酸调控卵形鲳鲹糖利用和代谢的作用机制，从亮氨酸调控的角度，寻找到了鱼类对糖利用力低的原因，为通过营养干预提高卵形鲳鲹对饲料糖的利用能力，研制营养均衡且性价比高的全价配合饲料提供理论依据和技术支持。