第231期：饲粮中添加纳米硒对高脂饲粮草鱼脂肪沉积、蛋白质合成和肌纤维形成的调节作用
论文ID
原名：Dietary nano-Se supplementation regulates lipid deposition, protein synthesis
and muscle fibre formation in grass carp fed with high-fat diet
译名：饲粮中添加纳米硒对高脂饲粮草鱼脂肪沉积、蛋白质合成和肌纤维形成的调节作用
作者：Sha Liu, Haibo Yu*, Lingwei Zhu, Xiaotian Zhang, Pengju Li, Chi Wang, Guohao Liu, Pan He, Cheng Zhang and Hong Ji
完成单位：
*College of Animal Science and Technology, Northwest A&F University, Yangling 712100, People’s Republic of China
期刊：British Journal of Nutrition
影响因子：3.302
发表时间：2023-03-28
1、摘要
本试验旨在研究饲粮中添加纳米硒对饲喂高脂饲料（HFD）的草鱼营养物质沉积和肌纤维形成的影响，并揭示其可能的分子机制。试验研究了常规饲料（RD）、高脂饲料（HFD）和高脂饲料中添加纳米硒（0.3或0.6 mg/kg）饲养草鱼60 d，对草鱼脂肪沉积、蛋白质合成和肌纤维形成的影响。结果表明，添加纳米硒显著降低了饲喂HFD的草鱼肌肉的脂肪含量、滴水损失和纤维直径（P<0.05），但提高了蛋白质含量、宰后pH24h和肌纤维密度（P<0.05）。值得注意的是，饲粮纳米硒通过调节AMPK激活的蛋白激酶活性来减少肌肉中的脂肪沉积，并通过调节mTOR和MyoD途径增加肌肉中蛋白质的合成和肌纤维的形成。综上所述，饲粮中添加纳米硒可以调节HFD饲养的草鱼营养物质的沉积和肌纤维形成，对改善HFD饲养的草鱼肉质具有潜在的益处。
2、试验设计
3、结果与分析
表1：试验饲粮组成
表2：引物序列表
3.1 生长性能
表3：纳米硒对生长中的草鱼生长参数的影响
草鱼的生长参数见表3。RD组和HFD组草鱼的生长速率没有显著变化（P＞0.05）。然而，与HFD组相比，HSe 0.3组和HSe 0.6组的草鱼生长率呈上升趋势，尽管没有观察到显著差异（P＞0.05）。
3.2 草鱼肌肉中的营养成分
图1：日粮纳米硒对草鱼肌肉营养成分的影响。（a）肌肉、（b）肝胰腺和（c）肠道中的硒水平。（d）肌肉中的水分、（e）粗蛋白质和（f）粗脂质含量。（g）不同日粮喂养的草鱼肌肉中脂肪酸含量的主成分分析。（h）EPA和（I）DHA含量。
图1（a）、（b）和（c）显示了肌肉、肝胰腺和肠道中的硒含量。与RD组相比，HFD组显著降低了肝胰腺中硒的含量（P＜0.05）。在RD组和HFD组之间，没有观察到肌肉和肠道中硒的显著变化。然而，与HFD组相比，添加纳米硒的HFD显著增加了肌肉、肝胰腺和肠道中的硒含量，但HSe 0.3组除外。此外，肌肉中水分、粗蛋白和脂质等营养成分的变化如图1 d、e和f所示：与RD相比，HFD显著提高了肌肉中的脂质水平，降低了蛋白质含量（P＜0.05）。相反，在HFD中添加0.3或0.6 mg/kg的纳米硒可显著降低肌肉中的脂质水平并增加蛋白质含量（P＜0.05）。主成分分析用于分析肌肉中的脂肪酸分布（图1 g）。主成分分析的结果表明，RD组和HFD组的样本在分布图中有很好的区分。然而，HSe0.3和HSe0.6组的样本与RD和HFD组的样本有重叠部分。特别是与RD组相比，HFD组肌肉中EPA（C20:5n3）和DHA（C22:6n3）含量显著降低（P＜0.05）。与HFD组相比，HSe0.6组肌肉中的DHA含量显著增加（图1 h和i）（P＜0.05）。
3.3 草鱼肌肉的持水能力
图2：持水量（WHC）包括（a）滴水损失和（b）蒸煮损失。（c）pH24 h和（d）草鱼肌肉中的MDA48 h。pH24 h表示在4°C下储存24小时后的pH值；MDA48 h表示在4°C下储存48小时后的丙二醛值。热图（e）表示草鱼骨骼肌的质地质量变化（红色，高指数；蓝色，低指数）。
草鱼肌肉的滴水损失和蒸煮损失如图所示。图2a和b：与RD相比，HFD显著增加了草鱼肌肉的滴水损失（P＜0.05）。但与HFD相比，HFD中的纳米硒显著降低了草鱼肌肉的滴水损失（P＜0.05）。与RD组相比，HFD组的草鱼肌肉蒸煮损失也呈增加趋势。与HFD组相比，HSe 0.3组和HSe 0.6组的草鱼肌肉蒸煮损失呈下降趋势。然而，不同组之间的蒸煮损失没有显著差异（P＞0.05）。
3.4 草鱼肌肉pH24 h和MDA48 h的变化
如图2 c所示，RD组和HFD组对于草鱼肌肉pH24 h值没有显著差异。然而，0.3或0.6 mg/kg的日粮纳米硒显著增加了RD组和HFD组草鱼肌肉的pH24 h值（P＜0.05）。此外，如图2 d所示，与RD相比，HFD导致草鱼肌肉中MDA48 h水平显著升高（P＜0.05）。草鱼肌肉中MDA48 h水平在HSe 0.3和HSe 0.6组中呈下降趋势，但差异无统计学意义（P＞0.05）。
3.5 草鱼肌肉的纹理特征
草鱼肌肉的纹理特征如图2 e所示。草鱼肌肉硬度由RD组的10.38降至HFD组的8.79，但差异无统计学意义（P＞0.05）。与HFD组相比，HSe 0.6组的弹性和咀嚼性呈增加趋势，但没有观察到显著差异。与RD组相比，HSe 0.6组的弹性和咀嚼性显著增加（P＜0.05）。
3.6 肌肉组织学的变化
图3：饲粮纳米硒对高脂饲料喂养的草鱼肌肉形态的影响。（a）微观结构观察（H.E，比例尺，100 μm）；（b）肌肉纤维密度和（c）直径。
显微镜下观察到肌肉纤维（图3 a）。与RD组相比，HFD组的肌肉纤维密度显著降低，肌肉纤维直径显著增加（P＜0.05）（图3 b和c）。此外，与HFD组相比，0.3或0.6 mg/kg的日粮纳米硒显著增加了肌肉纤维密度，降低了肌肉纤维直径（P＜0.05）
3.7 脂质沉积、蛋白质合成和肌肉纤维形成有关的mRNA表达。
图4：饲粮纳米硒对（a）PPARα、（b）ATGL、（c）LSL和（d）HSL基因的mRNA表达水平以及与（e）脂质沉积相关的p-AMPK、ATGL和HSL蛋白表达水平的影响。
图5：饲粮纳米硒对（a）PI3K、（b）AKT、（c）TOR、（d）S6K1、（e）4E-BP1和（f）GLDH的基因mRNA表达水平的影响，以及（g）与蛋白质合成相关的PI3K，AKT，TOR和S6K的蛋白质表达水平的影响。
图6：饲粮纳米硒对（a）MyoG和MyoD基因mRNA表达水平以及（b）与肌肉纤维形成相关的MyoD蛋白表达水平的影响。
脂质沉积相关基因的表达水平如图所示。图4 a-d，与RD组相比，HFD组的PPARα、ATGL、LPL和HSL的mRNA水平较RD组下调。然而，与HFD相比，0.3或0.6 mg/kg的日粮纳米硒显著诱导了这四个基因的表达（P＜0.05）。
图5 a-b，与RD组相比，HFD显著下调PI3K和AKT的表达水平（P＜0.05），并且与HFD相比，添加纳米硒显著增加PI3K和AKT的表达水平（P＜0.05）。然后，在图5 c-d，与RD相比，HFD组降低了TOR和S6K1的mRNA水平。与HFD相比，添加纳米硒显著增强TOR基因的表达（P＜0.05）。此外，与HFD相比，HFD日粮中添加0.3 mg/kg的纳米硒显著增强了S6K1基因的表达（P＜0.05）。4E-BP1和GLDH的基因表达水平在四组之间没有显著差异（图5 e-f）。
与RD组相比，HFD组MyoG的mRNA表达水平显著下调（P＜0.05）（图6 a）。与HFD相比，0.3或0.6 mg/kg的饲粮纳米硒显著上调了MyoG和MyoD的mRNA表达水平（P＜0.05）。
3.8 脂质沉积、蛋白质合成和肌肉纤维形成有关的蛋白表达
图4 e中，与RD相比，HFD显著降低了肌肉中P-AMPKα的表达水平，但与HFD相比，添加0.3或0.6 mg/kg纳米硒显著提高了P-AMPKα的水平（P<0.05）。此外，与HFD相比，HFD降低了肌肉中HSL蛋白的表达水平，但HFD中的纳米硒显著增加了ATGL和HSL蛋白表达水平（P＜0.05）。与基因表达结果类似，在图5 g中，HFD显著降低了肌肉中PI3K、TOR和S6K的蛋白表达水平。然而，与HFD相比，添加0.3或0.6 mg/kg纳米硒的HFD显著上调了PI3K、AKT、TOR和S6K的蛋白表达（P＜0.05）。此外，如图6 b所示，RD组和HFD组之间MyoD的蛋白表达水平没有显著差异。但与HFD相比，0.3或0.6 mg/kg的纳米硒在HFD中显著增加了MyoD蛋白的表达水平（P＜0.05）。
4结论
本研究结果表明，在草鱼高脂饲粮中添加0.3或0.6 mg/kg的纳米硒显著降低其肌肉脂肪含量、滴水损失和肌纤维直径，但增加了肌肉蛋白质含量、宰后pH24h和肌纤维密度。值得注意的是，饲粮添加纳米硒通过激活AMPK途径减少了肌肉中的脂质沉积，并通过调节mTOR和MyoD途径增加了肌肉中蛋白质的合成和肌纤维的形成。总之，饲粮中添加纳米硒可以调节高脂饲粮草鱼的营养物质沉积和肌纤维的形成，这对改善高脂饲粮饲喂的草鱼的肉质具有潜在的益处。
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