没食子酸通过增强PPARγ介导的抗炎作用和脂质代谢缓解鱼类肠肝炎症

食源性肠肝炎症已成为限制水产养殖发展的重要因素之一。在前期的工作中,我们构建了斑马鱼SBMIE模型来研究鱼类肠炎机理,并利用该模型对沙棘缓解肠炎的效果进行了评价,发现PPAR通路在药物组显著上调。没食子酸是沙棘中的一种重要成份,它也是PPAR通路的激动剂之一。为确定沙棘的起效成分,本研究使用没食子酸作为饲料添加剂。此外,为了方便斑马鱼SBMIE模型的应用,我们还对斑马鱼肠黏膜免疫细胞悬液制备方法进行优化,使其能够更好地研究肠炎状态下免疫细胞的变化。为了更方便地开展斑马鱼肠道细胞免疫的研究,Hepatocyte nuclear factor我们设计了一种快速、简单的制备黏膜细胞悬液的操作方法。在HE染色的结果中,新方法能够几乎完全剥离肠道的上皮层和黏膜层。与直接研磨肠道组织相比,新方法能够显著提高细胞悬液中免疫细胞的占比,所得到的样品也能够更准确地反应肠组织中不同免疫细胞的比例,以及肠炎阶段免疫细胞比例的变化。我们通过对没食子酸与斑马鱼PPARγ蛋白进行分子对接分析,证明没食子酸在理论上能够作为激活配体。然后在豆粕饲料中添加没食子酸,进行为期六周的斑马鱼饲养实验。结果表明没食子酸通过调节免疫和脂质代谢过程在斑马鱼的肠道和肝脏中发挥抗炎作用。病理结果显示,没食子酸能缓解由豆粕引起的肠绒毛变短,减轻由炎症引起的肝脏脂滴累积。从免疫细胞的角度来看,没食子酸能改善豆粕引起的斑马鱼幼鱼肠道的先天免疫细胞(巨噬细胞和中性粒细胞)与获得性免疫细胞(T细胞)的炎症性聚集,也有助于成鱼肝脏中的巨噬细胞比例下降。在转录组学结果中,KEGG和GO富集分析显示肠道脂代谢和肠道屏障相关通路上调,细胞因子信号通路和凋亡的通路下调。在肝脏中,脂肪酸的生物合成被显著抑制,而胰岛素信号通路在肠道与肝脏中均上调。通过16s RNA测序,我们分析了存在致炎因子时没食子酸对肠道菌群的影响。在门水平上,没食子RAD001核磁酸组能将厚壁菌与拟杆菌的比例维持跟正常鱼粉组接近的水平,而疣微菌门的比例增加,该类细菌可能通过减少脂肪酸合成来保护肠道屏障。在属的水平上,没食子酸组中共生菌希瓦氏菌的比例比SBM组更高,而病原弧菌和黄杆菌的比例减少。在肠道代谢过程方面,我通过代谢组学分析发现一些抗炎相关代谢物上调,如黄芩苷、麦芽三糖、茉莉酮酸酯、二肽Asp-Phe。此外,脂肪酸和碳水化合物相关的代谢通路(亚油酸代谢)以及免疫相关的代谢通路(组氨酸和色氨酸代谢)都通过补充没食子酸而提高。因此,推测没食子酸激活PPARγ可能促进脂肪酸的降解,同时通过刺激胰岛素途径增强糖代谢。此外,抗炎代谢产物(2S,3S,4S,5R,6S)-3,4,5-三羟基酸、黄芩苷和麦芽三糖分别与免疫基因brd4、ccl35.1和psma5显著相关,而靶向免疫基因中,il21r.1、jmjd1cb和tlr18与多Telaglenastat化学结构种代谢产物相关。因此,饲料中添加没食子酸可以通过免疫调节和调节鱼类肠-肝轴的脂肪酸代谢来抑制食源性炎症。以上研究表明,通过对没食子酸缓解斑马鱼肠肝炎症的研究,发现调节鱼类免疫与糖脂代谢的关键基因PPARγ对鱼类抗病至关重要,为后续研究提供了新思路。此外,斑马鱼肠黏膜免疫细胞分离方法的优化能够有助于对斑马鱼肠道免疫的研究,为后续分离和培养斑马鱼肠道的具体免疫细胞奠定基础。