水產(chǎn)品為人類食物蛋白的第三大來源，近20年來世界水產(chǎn)品特別是養(yǎng)殖規(guī)?？焖僭鲩L，其中養(yǎng)殖產(chǎn)量近2/3來自于中國。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖的快速發(fā)展，養(yǎng)殖水環(huán)境持續(xù)惡化，“禁抗令”實(shí)施后養(yǎng)殖投入持續(xù)增長，等等一系列問題已成為制約水產(chǎn)養(yǎng)殖健康持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。因此，水產(chǎn)替抗功能植物的研究勢在必行。作為水產(chǎn)上可引起魚體抗病力下降和生長受阻的一個(gè)重要誘因，飼料引起的魚類食源性的腸肝病變，也需進(jìn)行植物功能成分添加的預(yù)防研究。

　　近日，中國科學(xué)院水生生物研究所魚類功能基因組學(xué)學(xué)科組研究人員，基于已在Frontiers in Physiology發(fā)表的沙棘抗魚類腸肝炎癥的前期結(jié)果，將其核心成分——沒食子酸，添加入飼料，在斑馬魚食源性腸炎（SBMIE）模型中，對其抗腸肝炎癥的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，已運(yùn)用病理評(píng)價(jià)、免疫基因表達(dá)分析、免疫細(xì)胞成像和流式細(xì)胞術(shù)分析，以及多組學(xué)分析（轉(zhuǎn)錄組、微生物組、代謝組）等方法，揭示了沒食子酸在抗魚類腸肝炎癥過程中主要發(fā)揮著促進(jìn)免疫調(diào)節(jié)和提升抗氧化兩個(gè)方面的功能。

　　研究發(fā)現(xiàn)，沒食子酸作為魚類PPAR 的激動(dòng)劑，可通過結(jié)合斑馬魚PPAR 蛋白，來調(diào)節(jié)腸肝的免疫穩(wěn)態(tài)。

圖1 沒食子酸與斑馬魚PPAR 蛋白的分子對接結(jié)果

　　在豆粕飼料中添加沒食子酸顯示出對豆粕引起的典型炎癥具有抑制作用，從而有助于保護(hù)腸道和肝臟健康。組織學(xué)結(jié)果顯示腸粘膜絨毛長度和CD4信號(hào)均較正常，與健康對照組相當(dāng)；中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和 T 細(xì)胞在后腸的炎性聚集也受到抑制。在 3 個(gè)月大的斑馬魚中，典型的肝臟炎癥標(biāo)志物與豆粕誘導(dǎo)的炎癥有關(guān)，例如脂滴和巨噬細(xì)胞積聚減少。通過富集分析對轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，揭示了細(xì)胞因子、細(xì)胞凋亡和氧化磷酸化通路在腸組織中顯著下調(diào)，而免疫調(diào)節(jié)有關(guān)的短鏈脂肪酸和精氨酸的代謝通路則上調(diào)。同時(shí)，在肝臟中，與PPAR 信號(hào)通路的主要代謝調(diào)節(jié)有關(guān)的脂肪酸代謝受到抑制，并且巨噬細(xì)胞聚集在沒食子酸組受到抑制。腸道菌群測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在沒食子酸組中病原體較少，厚壁菌門和擬桿菌的比例與健康對照組相當(dāng)，存在更多疣微菌可能會(huì)保護(hù)腸道屏障，且共生菌希瓦氏菌增加。

圖2 沒食子酸添加顯著抑制豆粕飼料引起的肝臟巨噬細(xì)胞的聚集 

　　進(jìn)一步，腸代謝組分析表明抗炎和抗氧化的化合物，例如與色氨酸、精氨酸、亞油酸和組氨酸代謝相關(guān)的化合物增多，相關(guān)通路增強(qiáng)。通過將差異表達(dá)基因與改變的腸道代謝物相關(guān)聯(lián)分析，揭示了潛在的抗腸炎代謝物及相關(guān)免疫調(diào)節(jié)基因包括 il21、il22、tnfrsf18 和 mapkapk3等。這種復(fù)雜的相互作用，啟示了腸組織中代謝物參與魚體和微生物之間抗炎互動(dòng)的分子機(jī)理。因此，沒食子酸可通過刺激 PPAR 介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)和抗氧化過程，來減輕魚類腸肝軸中食源性炎癥。

圖3 腸組織中差異代謝物與差異免疫基因之間的關(guān)聯(lián)分析

　　本研究是在吳南副研究員主持的中國科學(xué)院江西產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與育成中心科技支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“水產(chǎn)替抗功能植物篩選與漁用技術(shù)研發(fā)”（ZKYJXZXCY-202210）及國家自然科學(xué)基金（31872592）的共同資助下完成。主要工作是碩士研究生趙旭陽、博士研究生張雷、碩士研究生劉宇航等人共同完成，夏曉勤研究員和吳南副研究員為共同通訊作者。相關(guān)研究成果以“Gallic acid acts as an anti-inflammatory agent via PPAR -mediated immunomodulation and antioxidation in fish gut-liver axis”為題發(fā)表在水產(chǎn)領(lǐng)域一區(qū)雜志Aquaculture上，文章鏈接https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004484862300916X。