高脂胁迫对团头鲂肝脏组织载脂蛋白基因表达及甲基化分析

Low-protein and high-lipid feed has now been widely adopted in the world aquaculture industry. An appropriate increase of dietary lipid could not only promote fish growth but also improve the feed utilization especially the protein utilization, thus exhibiting a protein-sparing effect and reducing nitrogenous losses to the environment. However, the optimal dietary lipid requirement of freshwater fish is relatively low. High dietary lipid might induce a dysfunction of lipid metabolism which consequently results in high body lipid deposition. It is reported that apolipoprotein plays an important role in lipid transport in fish. However, this aspect still remains poorly understood. Bearing this in mind, the present study was conducted to achieve the following aims (1) to investigate the gene expression and DNA methylation of apolipoprotein in the liver of Megalobrama amblycephala and (2) to evaluate the effects of choline on the methylation profile of apolipoprotein in Megalobrama amblycephala fed high dietary lipid. The results obtained here could partly characterized the lipid transport in Megalobrama amblycephala, and may also illustrate the mechanisms of fatty liver diseases observed in this fish and other herbivorous freshwater species at the molecular level.

高脂低蛋白饲料在水产养殖中应用已越来越广泛。在饲料中增加脂肪含量，可减少蛋白质用量，提高饲料利用率，减少蛋白氮向养殖水体的排放。但是，鱼类对脂肪需求和利用能力受生理条件的限制，饲料中过高脂肪会在鱼体内积累，脂肪转运发生障碍。本项目以团头鲂（Megalobrama amblycephala）为研究对象，通过高脂诱导，分析团头鲂肝脏组织载脂蛋白基因表达及DNA甲基化水平，探讨DNA甲基化对相关基因表达的调控作用，从表观遗传学角度出发，揭示团头鲂肝脏脂肪转运的表观遗传学机理。然后，通过在高脂饲料中添加胆碱，考察团头鲂载脂蛋白基因表达及DNA甲基化的变化水平，为通过营养干预手段优化团头鲂人工饲料配方提供科学依据。

高脂低蛋白饲料在水产养殖中应用已越来越广泛。在饲料中增加脂肪含量,可减少蛋白质用量,提高饲料利用率,减少蛋白氮向养殖水体的排放。但是,鱼类对脂肪需求和利用能力受生理条件的限制，饲料中过高脂肪会在鱼体内积累，脂肪转运发生障碍。本项目以项目组前期试验构建的高脂诱发团头鲂营养性脂肪肝模型为研究对象，应用表观遗传学技术，分析团头鲂肝脏组织载脂蛋白基因表达及 DNA 甲基化水平，探讨DNA甲基化对相关基因表达的调控作用，探讨团头鲂肝脏脂肪转运的表观遗传学机理。按项目计划书，项目主要研究内容包括：1.高脂诱发团头鲂营养性脂肪肝组织载脂蛋白含量及其基因表达的研究（相关基因筛选）。2. 团头鲂营养性脂肪肝脂肪转运关键基因克隆及表达性差异分析。3. 关键基因DNA甲基化水平分析。4. 胆碱对摄食高脂日粮团头鲂关键基因DNA甲基化水平的影响研究。研究结果表明团头鲂摄食高脂日粮，鱼体脂肪转运系统功能降低。关键脂肪转运蛋白水平下降，脂肪酸分解过程中关键性转运蛋白活性和基因表达量降低。通过测定脂肪代谢转运关键蛋白基因水平，试验筛选出包括MTTP、apoB-100、CPT-I三个候选基因，并进行甲基化分析。试验克隆获得了MTTP、apoB-100和CPT-I的DNA启动子序列，并预测发现MTTP和apoB-100基因启动子区域没有CpG位点，但在CPT-I基因启动子区存在一个CpG岛。通过甲基化实验，得到各试验组CPT-I基因启动子甲基化的程度和位点差异。CPT-I启动子的DNA甲基化对其基因表达具有调控作用，并且甲基化的程度与位点差异，都可能成为其调控作用的发生机制，继而最终影响团头鲂机体的脂肪代谢。日粮中添加胆碱可显著影响CPT-I启动子的DNA甲基化。项目通过4个研究内容，结合营养学和表观遗传学研究方法，初步确定组织脂肪转运蛋白基因表达及甲基化水平对团头鲂营养性脂肪肝形成起到重要的调控作用。