罗非鱼脂肪组织和脂肪细胞的代谢生理特性研究

发布时间：2020-07-27 09:27

【摘要】：本研究采用营养学、生物化学、分子生物学及细胞生物学相关技术与方法,借助核磁共振成像技术较为系统地研究了罗非鱼中不同部位脂肪组织的差异性以及外源性脂肪酸对罗非鱼脂肪细胞增殖和分化的影响。本实验首先借助核磁共振成像技术和HE染色,确定了罗非鱼腹腔脂肪组织和皮下脂肪组织在分布位置及形态结构上的差异性。之后,在活体和细胞水平上确定了罗非鱼腹腔脂肪组织和皮下脂肪组织不同的代谢功能,发现皮下脂肪组织代谢旺盛,腹腔脂肪组织过度沉积则对鱼类生命活动产生负面影响。为了进一步了解营养条件对罗非鱼脂肪组织沉积的影响,本文通过建立罗非鱼脂肪细胞培养模型,以分析外源性脂肪酸对罗非鱼脂肪细胞增殖分化的影响,为解决当前水产养殖中鱼类脂肪过度沉积提供新的技术手段。本文主要的研究结果和结论如下:1.罗非鱼腹腔脂肪组织和皮下脂肪组织的差异性不同部位脂肪组织差异性研究主要集中在哺乳动物上,目前已知腹腔和皮下脂肪组织在分布,形态特征以及代谢功能方面存在极大的差异性。腹腔脂肪可降低胰岛素敏感性,诱发糖尿病、高血压以及高血糖等代谢综合征,不同的是,皮下脂肪组织可以提高机体的胰岛素敏感性。然而,在鱼类中未见到系统性的关于腹腔脂肪组织和皮下脂肪组织差异性的研究。为了探究罗非鱼中腹腔脂肪组织和皮下脂肪组织的差异性,本工作首先借助核磁共振成像技术和HE染色,确定了罗非鱼腹腔脂肪组织和皮下脂肪组织在分布位置及形态结构上的差异性。之后,在活体和细胞水平确定了罗非鱼腹腔脂肪组织和皮下脂肪组织不同的代谢功能。我们的研究结果显示:与腹腔脂肪组织相比,皮下脂肪组织的细胞更大,脂解效率更高,细胞内线粒体数量更多,脂肪酸β氧化、脂合成和棕色脂肪标志基因表达更高,并且炎症和分化基因表达水平较低。总之,皮下脂肪组织代谢活动更为旺盛,而腹腔脂肪组织是罗非鱼主要的脂肪储存组织,其过度沉积对鱼类生命活动可能产生负面影响。这与哺乳动物上,腹腔脂肪组织沉积引发高血糖,高血脂等代谢疾病,皮下脂肪组织可以提高胰岛素敏感性的研究相一致。2.罗非鱼脂肪细胞体外培养体系的建立前一部分工作已经表明,腹腔脂肪组织过度增大可能对罗非鱼代谢活动产生负面影响。脂肪组织增大主要是由脂肪组织增生(脂肪细胞增殖)和肥大(脂肪细胞分化)导致的。因此,本部分工作的主要内容是建立罗非鱼脂肪细胞体外培养及分化体系,为随后进一步探讨外源营养物质对脂肪细胞增殖和分化的影响提供细胞平台。无菌条件下,分离出罗非鱼腹腔前脂肪细胞,以2～3×105个/ml的培养在含15%胎牛血清的DMEM/F12培养基中;28℃、5%C02条件下培养7天,细胞长满后进行诱导。诱导结束,用油红O染色法对胞内的脂滴进行染色,在显微镜下观察拍照。3.不同脂肪酸对罗非鱼脂肪细胞增殖和分化的影响本部分工作中,首先利用已经建立的罗非鱼脂肪细胞培养和分化体系,在脂肪细胞增殖过程添加四种外源脂肪酸:棕榈酸(PA)、油酸(OA)、亚油酸(LA)、亚麻酸(LNA)以探讨脂肪酸对罗非鱼脂肪细胞增殖的影响。结果发现:1)外源性脂肪酸尤其是不饱和脂肪酸对脂肪细胞有显著的促增殖作用。不饱和脂肪脂肪酸(OA、LA、LNA)的促增殖作用与浓呈正相关,而饱和脂肪酸(PA)则出现相反的趋势,即脂肪酸的浓度升高,对细胞的促增殖作用减弱2)外源脂肪酸可能是通过抑制脂滴体积的增大,阻止较小脂滴融合为较大脂滴,导致脂肪细胞中的脂滴积累下降,进而抑制细胞分化;3)培养基中添加脂肪酸可以抑制脂合成,同时促进脂代谢(β-氧化)。另外我们发现,脂肪酸β氧化可以优先于脂质水解过程,以分解胞内多余的脂质。综上所述,我们认为罗非鱼腹腔脂肪组织和皮下脂肪组在分布位置、形态特征和代谢功能上存在差异性。罗非鱼皮下脂肪组织代谢更为活跃,腹腔脂肪组织过量沉积会对机体代谢产生负面影响。虽然外源脂肪酸可以促进罗非鱼脂肪细胞增殖和分化,但是鱼体内的腹腔脂肪过度沉积时,前脂肪细胞的数量减少,对脂肪酸的吸收转化能力减弱。通常来讲,多不饱和脂肪酸(LA,LNA)的对罗非鱼前脂肪细胞的促增殖作用要优于单不饱和脂肪酸(OA)和饱和脂肪酸(PA)。不饱和脂肪酸(OA,LA,LNA)对罗非鱼细胞促增殖作用与浓度成正相关;而饱和脂肪酸(PA)则出现相反的趋势。在罗非鱼脂肪细胞分化方面,脂肪酸可以抑制脂肪细胞分化,且饱和脂肪酸的抑制作用略为显著。本文的这些工作,首次揭示了罗非鱼的脂肪组织和脂肪细胞的一些营养代谢特征,为人们进一步了解鱼类营养代谢机制提供了新的证据。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S917.4

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