維生素E對高脂飼料誘導的多寶魚肝臟氧化應激和免疫低下的改善作用

       2022年8月26日，首期《愛保農文獻匯報》順利舉行，技術部梁翠萍在愛保農研發中心會議室與大家分享一篇來自中國水產科學研究院黃海水產研究所黃濱研究員團隊于2017年發表在《Fish & Shellfish Immunology》的文章——“Ameliorative effect of vitamin E on hepatic oxidative stress and hypoimmunity induced by high-fat diet in turbot (Scophthalmus maximus)”。

       此次文獻匯報采取線上+線下的模式，技術部、外貿部、品控質檢部、銷售部、外貿部和項目部等同事均參與聆聽。

       文章旨在研究維生素E對高脂飼料喂養的多寶魚的生長性能、氧化應激和非特異性免疫力的影響。作者通過飼養試驗，發現高脂飼料雖然不影響多寶魚的體重、比生長率和存活率，但會顯著增加多寶魚的肝體指數、內臟指數、肝臟丙二醛（MDA）水平，并顯著降低宿主過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性、頭腎硝基藍四唑陽性白細胞百分比、頭腎巨噬細胞呼吸爆發活性、吞噬指數和血清溶菌酶活性。此外，高脂飼料喂養多寶魚還可促進熱休克蛋白（hsp70，hsp90）的高表達，并分別抑制了肝臟中補體成分3（C3），脾臟和頭腎中腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素1β（IL-1β）和toll樣受體22（TLR22）在的表達。然而，在高脂飼料中補充480 mg/kg維生素E可保護多寶魚免受高脂誘導的肝臟氧化應激，通過抑制脂質過氧化、增強抗氧化酶活性和非特異性免疫反應，及調節應激蛋白（hsp70，hsp90）和免疫相關基因（C3，TNF-α，IL-1β，TLR22）的表達來提高宿主的免疫力。綜上所述，以上結果表明，維生素E作為一種廣泛使用的功能性飼料添加劑，具有緩解高脂日糧誘導宿主的肝臟氧化應激和免疫力低下，以改善多寶魚飼養管理從而維持多寶魚的健康。

       經過梁翠萍的精彩分享，現場評委對其進行了點評，同時參會人員都積極的參與了討論。并就此篇文章提出了幾個非常有趣的問題，如：

       1、問：什么是氧化應激？

       答：氧化應激是指在某些特定條件下，機體的氧化還原平衡受到破壞，體內活性氧的產生速率超過了體內抗氧化系統的清除速率，導致氧自由基大量積累。過量的氧自由基可引起細胞損傷和凋亡，這與多種疾病有著密切關系。肝臟是體內以代謝和合成功能為主的器官，肝細胞含有多達上千個線粒體，是生物體氧化還原反應的主要場所。因此，肝臟既產生大量的活性氧也是受活性氧攻擊的主要器官。宿主發生氧化應激后，可引起肝臟結構損傷和功能紊亂。過多的活性氧可引起炎癥反應并氧化肝臟處的甘油三酯，導致脂肪浸潤、肝臟腫大，造成脂肪肝、肝纖維化等疾病的發生。

       2、問：什么是熱休克蛋白？

      答：熱休克蛋白是從細菌到哺乳動物廣泛存在一類熱應激蛋白質，是細胞在應激原（如，饑餓、滲透壓休克、重金屬和高溫環境）誘導下所生成的一組蛋白質。作為應激反應蛋白，可參與促進保護宿主的免疫反應，保護細胞質成分免受應激條件的影響。

       3、問：為什么要進行兩周適應性飼養？

       答：第一，動物進入新環境后，需要調節才能適應。因為運輸、轉移過程中，動物原有的自身節律受到了影響，需要恢復或適應新的節律；

       第二，在適應性喂養期間可密切觀察動物是否健康。如果動物原來就不健康，可在此階段被淘汰，防止不健康的動物進入實驗階段，影響實驗結果。雖不是所有不健康的動物都能在暫養階段被發現，但暫養階段能給實驗者提供重要參考。

       4、問：為什么采樣前要先禁食24小時？

       答：為了保證檢測指標（如體重、血糖、血脂等）的穩定，解剖前常取的血液生化指標需要禁食。其次，禁食后稱取動物末重不受食物的影響。

       5、問：實驗為什么采集魚的脾臟、頭腎和肝臟的組織作為分析的樣品，而不選魚的其他器官？

       答：因為胸腺、腎臟和脾臟以及黏膜組織是魚類最主要的免疫組織和器官，同時也是最容易采集的器官。

       6、問：匯報中提到肝臟中過量脂肪堆積可能是有毒的，那么多寶魚如果肝臟中有過量脂肪堆積會有什么癥狀？

       答：其實動物和人一樣，人是肝臟脂肪沉積過多就會有脂肪肝，還分為輕度、中度和重度。魚類脂肪過量堆積，會隨著肝臟炎癥和纖維化的發展，食欲不振，有時焦燥不安，生長緩慢；病情嚴重時，體色發黑，魚體有浮腫感，食欲下降，反應呆滯，甚至死亡。

       7、問：研究表明維生素E可能有助于維持健康和改善多寶魚的飼養管理，那對其他的魚類也有同樣的作用嗎？

      答：會有一定的參考價值，但是不同的魚也會有一定的差異性，譬如維生素E的添加量，不同的魚會有不同的最適宜添加量。

       8、問：如果生物體缺乏必需脂肪酸會影響代謝，降低抵抗力，生長停滯嗎？

       答：機體缺乏必需脂肪酸會引起皮膚病變、水腫和皮下出血等癥狀。同時，還會導致膽固醇不能在體內正常轉運，影響動物機體的正常代謝，最終使得動物生長緩慢；機體必需脂肪酸不足時，會使脂肪組織脂解的速度加快。此外，日糧中長期缺乏必需脂肪酸還可導致動物繁殖性能降低。

       9、問：添加480mg/kg維生素E為最佳添加劑，過量添加有哪些危害？

       答：維生素E是脂溶性維生素，不容易被機體排除，過量的維生素E會造成機體的負擔，影響正常的肝臟脂肪代謝，甚至會引起心腦血管疾病。同時，過量添加維生素E會增加飼養成本。因此，選取最佳的維生素E添加量是科研工作者努力的方向。

       10、問：在魚類中，為什么非特異性免疫比特異性免疫系統更重要？

       答：免疫系統是機體進行免疫應答，發揮免疫功能的系統，具有免疫監視、防御和調控的作用。在長期的進化過程中，生物體形成非特異性免疫系統（又稱先天性免疫系統）和特異性免疫系統（又稱獲得性免疫系統），非特異性免疫是指機體通過組織屏障、吞噬作用和炎癥反應等一系列級聯反應完成免疫防御的機制，與特異性免疫相比，它具有作用范圍廣、反應快和穩定性高等特點。

       魚類是具有以上兩種免疫機制的低等脊椎動物，由于其變溫特性，魚類的特異性免疫系統不夠發達，免疫機制也不夠完善，因此魚類主要通過非特異性免疫來抵御外來物的入侵。

       11、問：通過這篇文獻，你學到了什么？對你未來的工作有什么指導意見？

       答：我通過此次文獻的學習，認識到飼料中添加一定量的脂肪對機體生長具有促進作用，但脂肪過多會導致機體肝脂肪過度沉積，導致養殖魚生長緩慢、成活率降低，對病原體和環境壓力的抵抗力降低，而在飼料中增加一定量維生素E具有緩解機體氧化應激和免疫力低下的作用。試驗中設置維生素E的梯度為240mg/kg、480mg/kg和960mg/kg，試驗結果表明補充480 mg/kg維生素E為最佳添加量，設置梯度較大，養殖條件不一結果也會有差異，如果進一步試驗，可以圍繞480 mg/kg縮小范圍設置梯度，使推薦量更精確。同時，通過此次文獻學習，我認識到更多指標可以反映機體抗氧化性能（超氧化物歧化酶活性、過氧化氫酶活性、丙二醛含量）、免疫性能（溶菌酶活性、硝基藍四唑陽性細胞百分比、吞噬指數、呼吸爆發活性）和應激、免疫基因（熱休克蛋白70、90的表達，補體成分3、腫瘤壞死因子α、白細胞介素1β、toll樣受體22等基因）的表達，這對我們以后繼續探討維生素E對其他動物的氧化應激和非特異性免疫力研究提供了思路。且可進一步探討維生素E通過抗氧化性能或免疫性能影響高脂飼料喂養的多寶魚的機制，以更深入地揭示維生素E改善高脂飼料飼喂多寶魚的飼養管理。

文獻引用：

Yudong Jia, Qiqi Jing, Huaxin Niu, Bin Huang. Ameliorative effect of vitamin E on hepatic oxidative stress and hypoimmunity induced by high-fat diet in turbot (Scophthalmus maximus) [J]. Fish and Shellfish Immunology,2017,67.

PDF鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.fsi.2017.06.056