葡萄糖转运体调控团头鲂糖利用和代谢的研究

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, blunt snout bream (megalobrama amblycephala), a unique cultured fresh water fish in China, was chosen as a model animal. Therefore, the purpose of this study is to investigate the interactive effect of glucose transporters' expression (in liver, muscle, intestine and kidney) and dietary carbohydrate level or kind on carbohydrate utilization and metabolism combined with key glucose metabolism enzymes activities, plasma glucose level, insulin level, hepatic and muscle glycogen content and growth performance in blunt snout bream using modern biochemistry, physiology and molecular biology techniques. The results could reveal that the molecular mechanisms of glucose transporters regulate carobohydrate utilizaion and metabolism in this fish, as well as would contribute some insight to the development of efficient feed production for blunt snout bream.

相对哺乳动物，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，本项目以我国特有的大宗淡水养殖鱼类团头鲂为研究对象，运用现代生物化学、生理学和分子生物学等方法，拟通过观察饲料糖类对团头鲂葡萄糖转运体（肝脏、肌肉、肠道和肾脏）表达的影响，并且综合分析葡萄糖转运体表达与糖代谢限速酶活力、血糖、胰岛素、肝/肌糖原水平和生长等因子之间的关系，揭示葡萄糖转运体调控团头鲂糖利用和代谢的作用机制，从葡萄糖转运体调控的角度，寻找鱼类对糖利用力低的原因，为通过营养干预手段提高团头鲂对饲料糖类的利用能力，研制营养均衡且性价比高的全价配合饲料提供科学依据。

相对哺乳动物，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，本项目以团头鲂为研究对象，运用现代生物化学、生理学和分子生物学等方法，通过观察饲料糖类对团头鲂葡萄糖转运体表达的影响，综合分析葡萄糖转运体表达与糖代谢限速酶活力和生长等因子之间的关系，揭示葡萄糖转运体调控团头鲂糖利用和代谢的作用机制。首先克隆得到团头鲂3种易化葡萄糖转运体（GLUT1、GLUT2、GULT4）及1种钠依赖葡萄糖转运体（SGLT1）序列全长。通过分子生物学和免疫组化等技术证实团头鲂葡萄糖转运体是一种膜蛋白，并且与哺乳动物具有类似的组织特异性：GLUT1广泛分布于各个组织，GLUT2主要分布于肠道、肝脏和肾脏中，GLUT4在肌肉中表达，而SGLT1主要分布在肠道和肾脏中。其次研究了饲料糖类对团头鲂葡萄糖转运体表达的影响，发现作为一种草食性鱼类，团头鲂摄入糖类后肠道和肝脏GLUT2表达受饲料糖类的正调控，肝脏糖代谢限速酶也受到饲料糖类的调控。但与高等动物不同，团头鲂肾脏有关葡萄糖重吸收的葡萄糖转运体（GLUT2和SGLT1）在血糖高峰期表达受到抑制，而且肌肉葡萄糖转运体GLUT4表达滞后于血糖的变化，这可能是团头鲂对高糖利用能力不高，餐后难以维持血糖稳态的重要原因。结合生长因子和免疫性能等指标，团头鲂配合饲料中最适糖源为糊精，最佳糖水平为31.4-34.1%。本项目从葡萄糖转运体调控的角度，探讨了鱼类对糖利用力低的原因，为通过营养干预手段提高团头鲂对饲料糖类的利用能力，研制营养均衡且性价比高的全价配合饲料提供科学依据。