百里香酚通过调控caspase-1介导的细胞焦亡缓解鱼肠炎的作用机制研究

Enteritis has become one of the major diseases that threaten the health and safety of aquaculture. Thymol-contained essential oil attenuated intestinal inflammation thus enhanced enteritis resistance and growth of fish, however, the underlying mechanisms are unknown. Caspase-1-dependent pyroptosis plays an important role in regulating intestinal inflammation in mammals, which may involve in different mechanisms among various species. However, these is a lack of information about the relationship between caspase-1-dependent pyroptosis and intestinal inflammation in fish. Meanwhile, there is no information about whether thymol attenuated intestinal inflammation through regulating caspase-1-dependent pyroptosis in fish. Accordingly, this project will firstly investigate the gene sequences and expression models of caspase-1, ASC, NLRP3, PKA in fish intestine, and then explore the role and underlying mechanisms of caspase-1-dependent pyroptosis in regulating intestinal inflammation by using gene silence, gene recombination and fluorescence labeling technologies. Furthermore, we will reveal the underlying mechanisms that thymol modulates ASC, NLRP3, PKA to influence caspase-1-dependent pyroptosis thus attenuated intestinal inflammation in fish. Through a series of studies, this project will reveal the possible mechanism of thymol-attenuated intestinal inflammation via caspase-1-dependent pyroptosis, which may provide an important theoretical foundation for the mechanism responsible for the thymol-enhanced intestine health.

肠炎病已成为威胁鱼类健康养殖和安全生产的主要疾病之一。含百里香酚的植物精油能通过缓解肠道炎症反应增强鱼肠炎抵抗力，但作用机制不清楚。Caspase-1介导的细胞焦亡在调控哺乳动物肠道炎症中发挥重要作用，但调控机制在不同物种间存在差异，在鱼上缺乏研究。百里香酚是否通过caspase-1介导的细胞焦亡缓解鱼肠道炎症未见研究。因此本项目拟在探明鱼肠caspase-1、ASC、NLRP3、PKA等信号分子表达分布的基础上，利用基因沉默、基因重组、荧光蛋白标记等技术揭示caspase-1介导的细胞焦亡调控鱼肠道炎症的作用及其机制；进一步利用体内和体外研究，确定百里香酚通过ASC等信号分子调控caspase-1介导的细胞焦亡缓解鱼肠炎的作用及其机制；通过系列研究揭示百里香酚通过调控caspase-1介导的细胞焦亡缓解鱼肠道炎症的作用及其机制，为揭示百里香酚增强鱼肠道健康的作用机制提供重要理论依据。

肠炎病已成为威胁鱼类健康养殖和安全生产的主要疾病之一。含百里香酚的植物精油能通过缓解肠道炎症反应增强鱼肠炎抵抗力，但作用机制不清楚。Caspase-1介导的细胞焦亡在调控哺乳动物肠道炎症中发挥重要作用，但调控机制在不同物种间存在差异，在鱼上缺乏研究。本项目克隆了草鱼细胞焦亡关键基因4个；在此基础上，通过体内体外研究发现，含百里香酚的植物精油能提高草鱼肠道抗氧化能力、减少细胞凋亡，从而保证肠道结构完整性和免疫功能正常，这可能与百里香酚具有较强抗氧化作用且能缓解草鱼巨噬细胞炎症反应有关，但百里香酚缓解巨噬细胞炎症反应的作用可能不通过细胞焦亡；另一种植物精油肉桂醛则能通过增强草鱼肠道等免疫组织和器官抗氧化能力、抑制过度细胞凋亡、调控紧密连接蛋白表达保证肠道等器官结构完整性，从而降低攻毒后肠道等器官炎症反应，增强免疫功能；功能性添加剂淬灭酶则能通过caspase-1介导的细胞焦亡、抑制过度细胞凋亡缓解攻毒后草鱼肠道炎症反应；抗营养因子大豆球蛋白则可能通过诱导caspase-1介导的细胞焦亡引发幼草鱼肠道炎症。项目研究结果揭示了植物精油和淬灭酶增强鱼类肠道免疫功能的部分作用机制，为二者在水产饲料中的应用奠定了理论基础，同时部分揭示了大豆球蛋白破坏鱼类肠道健康的作用机制，为实际生产中大豆类蛋白源的限量使用提供了更多理论支撑。