不同剂量维生素C对泥鳅肝脏氧化损伤影响的分子机制

The biological activity of vitamin C (VC) is frequently considered to be an important anti-oxidant, which is wildly used in aquaculture. However, more and more studies have recently been demonstrated that a large dose of VC supplementation did not improve antioxidant capacity of aquatic animals. Moreover, it may decrease the antioxidant capacity of aquatic animals as pro-oxidant. At present, many studies have been indicated the anti-oxidant effects of VC in aquaculture, but most of those studies just described the results at the cellular and subcellular level. The molecular mechanisms of anti-oxidant or/and pro-oxidant capacity of VC remain unclear in aquatic animals. Therefore, this project will choose Misgurnus anguillcaudatus, an important freshwater commercial fish, as the experimental object. Effects of different dose of VC supplementation on growth performance, oxidative condition of liver and body of juvenile loach feeding with oxidized fish oil will be firstly estimated. And then, we will compare the gene expression profiles among livers of VC deficiency, VC optimum and VC excess groups based on the RNA-seq high-throughput sequencing technology. The key genes for VC regulation on liver oxidative damage will be screened out. We will then clone the key genes. Gene expression and regulation analysis will be performed as well. At last, the molecular regulatory mechanisms of VC on anti/pro-oxidant activity in liver of juvenile loach will be explored and the gene regulatory networks will be established. The results of this project will fill the research vacancy in studies on molecular mechanisms of anti-oxidant or/and pro-oxidant capacity of VC in aquatic animals, and also provide an important science basis for safe and effective use of VC in aquaculture.

维生素C（VC）作为一种重要的抗氧化剂，在水产养殖中一直被广泛应用。然而近年来越来越多的研究表明，在一些水产动物中补充大量VC并未增强机体的抗氧化能力，甚至还会降低机体的抗氧化能力，表现出促氧化作用。目前，VC对水产动物抗氧化能力影响的研究很多，但多停留在细胞和亚细胞水平的现象描述,VC对水产动物氧化损伤影响（抗氧化/促氧化）的分子机制未见报道。因此，本项目拟以我国重要淡水养殖经济鱼类泥鳅为研究对象，首先探明投喂不同剂量VC对饲料氧化鱼油胁迫下泥鳅肝脏氧化损伤的影响。接着采用RNA高通量测序技术和生物信息学分析方法比较分析氧化损伤泥鳅VC缺乏组、VC适量组和VC过量组间鱼体肝脏的基因表达谱，然后筛选、克隆关键基因并进行基因表达和调控分析，最终阐明VC对泥鳅肝脏氧化损伤影响的分子机制。本项目将填补VC对水产动物作用的分子机制研究的空缺，同时为VC在水产养殖上安全有效地利用提供重要的科学依据。

维生素C作为一种重要的抗氧化剂，是鱼类生长和维持正常生理机能所必需的营养物质。了解和掌握维生素C对鱼类抗氧化性能的影响及其分子机制，可以为维生素C在水产养殖中的高效及安全使用提供基础数据。在本项目资助下，本研究团队专注研究不同剂量维生素C对饲料氧化鱼油诱导肝脏氧化损伤型泥鳅的作用及其分子机制。取得的研究成果主要有以下几点：1）探讨了不同剂量维生素C对泥鳅幼鱼生长性能、抗氧化性能的影响，从而确定了泥鳅幼鱼饲料中维生素C最适添加量为200 mg/kg 饲料，同时也发现在活体水平上，过量维生素C添加未对机体产生负影响；2）通过饲喂3组含有不同氧化程度的鱼油饲料，构建了肝脏氧化损伤型泥鳅，然后取肝脏组织进行RNA-seq，获得比较转录组数据，并进行了相关生物信息学分析，筛选得到氧化鱼油引起肝脏氧化损伤的差异表达基因。结果表明：与新鲜鱼油组相比，在中度氧化鱼油组和高度氧化鱼油组中下调的基因有FATP、FABP、Lipoproteins、Acs、PPAR-γ；3）研究了不同剂量维生素C对这些差异表达基因的影响，首次发现了HSP70基因和PPAR-γ基因在不同剂量维生素C影响下，出现了不同的表达变化。这表明维生素C不仅影响泥鳅主要抗氧化相关基因的表达，同时也参与调控脂肪代谢通路基因的转录；4）克隆获得HSP70、HSP90alpha和HSP90beta基因的cDNA全长序列，并分析了其在不同组织及不同发育时期的表达变化规律，最后研究了不同剂量维生素C在泥鳅热应激下对HSP70、HSP90alpha和HSP90beta表达的影响，结果表明维生素C与HSP基因家族存在密切关系，而且维生素C可调节HSP70、HSP90alpha和HSP90beta表达。维生素C在脂肪代谢PPAR通路中的调控作用还需进一步研究。