盐度通过AMPK通路调节凡纳滨对虾脂肪代谢的机制研究

At salinity stress, aquatic animals need to keep their normal function of cellular and physiological process and survival by osmoregulation, which achieved by various enzymes and transporters, which consume plenty of energy to be synthesized. However, the information about energy utilization and providing in aquatic animals during osmoregulation are still limited, and related mechanisms have not been fully revealed. Following the guiding hypothesis the salinity stress leads to cellular energy depletion, the central energy regulator AMP-activated protein kinase (AMPK) will be systematically studied in this study. Modern biological techniques will be used to implore the regulation of lipid metabolism of Litopenaeus vannamei by ambient salinity change via AMPK. Results and conclusion of this study might have the potential to contribute the physiology of crustaceans, and to provide theoretical support to practical nutrition methods to improve the performance of aquatic animals at salinity stress.

盐度胁迫下，机体会通过一系列的生理过程耗费大量能量来保持体液与环境或细胞内外的渗透压平衡。但是，从能量利用和供给角度对盐度对水生动物胁迫的缓释作用和机制的研究，尚十分缺乏和薄弱。本项目将以广盐性水生动物凡纳滨对虾为研究对象，以维持机体能量代谢平衡最直接、最根本的AMPK通路为中心，采用现代生物技术，从整体到组织和分子水平开展盐度改变、脂肪代谢（脂肪酸的合成和分解代谢）及对虾AMPK系统三者的相互关系的系统研究。希望可以明确盐度改变通过AMPK影响对虾脂肪代谢的作用机制，完善甲壳动物渗透压调节的生理学机制，同时也为缓解水产动物盐度胁迫的营养学调控策略研究提供理论支持。

盐度是影响水产动物生长和健康的重要环境因子之一，盐度胁迫下，机体会通过多种耗能途径来保持体液与环境或细胞内外的渗透压平衡。迄今从能量动用角度出发，关于盐度对水生动物胁迫的缓释作用和机制的研究，尚十分缺乏和薄弱。本项目以我国水产代表物种凡纳滨对虾为对象，采用现代生物技术，从整体到组织、结构到分子水平，系统研究了盐度、脂肪营养及对虾AMPK三者的相互关系。取得的主要结果和结论如下：.　　一、获得了凡纳滨对虾中腺苷酸活化的蛋白激酶（AMPK）α、β和γ三个亚基的碱基和氨基酸序列及其抗体，奠定了开展凡纳滨对虾AMPK相关研究的基础，探讨了急/慢性低盐胁迫下AMPKα亚基及AMPK蛋白含量与脂肪代谢的关系，发现在急性低盐下，凡纳滨对虾需要通过“能量开关”AMPK来全面提高能量供给，其中就包括对脂肪的大量动用，但凡纳滨对虾较强的低盐耐受性使其在长期低盐胁迫时不需要通过AMPK来保持高度的能量供给状态。.　　二、较系统地研究了低盐下凡纳滨对虾脂肪营养的调控作用和机制。低盐胁迫会显著抑制凡纳滨对虾生长，适当提高饲料脂肪或n-3 HUFAs比例能够缓解低盐造成的负面效应，但过多的PUFAs和n-3 HUFAs却适得其反。HUFAs能与SFAs协同作用，进一步提高渗透调节能力。低盐胁迫下，多种脂肪酸不仅能通过提供能量、调节细胞膜流动性和渗透性来缓解负面作用，还能参与血淋巴氨基酸组成的调节来维持离子平衡，从而更加有效的维持渗透压和生理状态的稳定。.　　三、凡纳滨对虾具有合成HUFAs的能力。对Δ6脂肪酸去饱和酶的基因进行分析，发现其表达量随着盐度的降低而升高，且酶活力与C18脂肪酸（如α-亚麻酸和亚油酸）的含量密切相关。低盐胁迫会刺激凡纳滨对虾通过α-亚麻酸合成HUFAs，并运送至鳃组织参与细胞膜的构建，提高机体的渗透压调节能力。.　　综上，本课题主要探讨了凡纳滨对虾“能量开关”AMPK、盐度变化及脂肪代谢的相互关系，确定了低盐环境下脂肪营养的代谢特征，丰富了对虾低盐养殖的生理知识，并为低盐环境下对虾饲料研制和养殖生产提供理论基础。