■ 《當(dāng)代水產(chǎn)》楊帆 陳莉莉 文/圖 [ 微信公眾號：tsfish ]

肉食性魚類也能改吃素？麥院士通過對飼料蛋白高效利用調(diào)控機制研究發(fā)現(xiàn)了這種可能

■ 《當(dāng)代水產(chǎn)》楊帆 陳莉莉 文/圖 [ 微信公眾號：tsfish ]

我們共同探討水產(chǎn)動物營養(yǎng)焦點和熱點問題，為推動水產(chǎn)養(yǎng)殖動物發(fā)展做出努力。隨著全球水產(chǎn)養(yǎng)殖不斷發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖從增量型轉(zhuǎn)行為質(zhì)量型、安全型。然而，集約型水產(chǎn)養(yǎng)殖的問題日益突出，比如說環(huán)境污染、超高密度養(yǎng)殖、蛋白源缺乏及使用不當(dāng)?shù)纫膊豢杀苊獾赜绊懙搅怂a(chǎn)動物的健康、消化吸收的健康。使它更容易感染疾病，導(dǎo)致水產(chǎn)養(yǎng)殖病害頻發(fā)，我們作為水產(chǎn)行業(yè)研究人員和企業(yè)，應(yīng)該擔(dān)負(fù)起為推動水產(chǎn)行業(yè)健康發(fā)展不斷研究的使命和責(zé)任。

今天，我看到行業(yè)里的許多老朋友新朋友聚在一起交流學(xué)習(xí)，我感到非常開心，說明我們水產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展越來越快，越來越健康。

今天，利用這個機會跟大家交流一下我們國家的93課題“魚類蛋白質(zhì)高效利用的調(diào)控機制”的一些研究結(jié)果。我們知道在過去養(yǎng)殖活動中，用價值低的魚直接去喂價值較高的魚，由于營養(yǎng)研究的發(fā)展，我們把這些價值低的魚做成魚粉，然后做成顆粒飼料去投喂，這反映了食物鏈的規(guī)律，大魚吃小魚，小魚吃小蝦。這就決定了水產(chǎn)動物營養(yǎng)高度依賴于海洋資源，依賴于魚粉、魚油的特性。

現(xiàn)在到底有多少海洋漁業(yè)資源用于水產(chǎn)養(yǎng)殖？目前為止，全世界的海洋漁業(yè)捕撈總量大概是9,000萬t，其中20%用于制作魚粉，6.2%是來自水產(chǎn)品加工的副產(chǎn)品制作魚粉，每年制作魚粉需要消耗量是2,400萬t，占全球漁業(yè)捕撈總量的26.2%，其中還有6%主要是包括中國、日本尤其是亞洲國家直接用鮮雜魚喂養(yǎng)的量大概有500萬t。所以，每年9,000萬t里有1/3用于制作魚粉或者直接養(yǎng)魚的。在每年600萬t魚粉中，其中68%用于制作水產(chǎn)飼料，在中國的比例會低一些，因為中國基本上是以鯉科魚類為主，雜食性魚類為主，所以中國用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的魚粉大概占55%。

水產(chǎn)養(yǎng)殖在快速的發(fā)展，從數(shù)據(jù)上顯示，我們用2,900萬t的魚卻養(yǎng)出了7,000萬t的水產(chǎn)品，投入產(chǎn)出比非常可觀。而在中國這個數(shù)據(jù)更好，用的成本更低，投入產(chǎn)出比大概是1∶3到1∶4之間，即投入1t的小雜魚能產(chǎn)出3～4t的魚。中國在世界漁業(yè)捕撈量來看，1990～2020年間中國捕魚業(yè)產(chǎn)量基本在8,000萬～9,000萬t之間，不會超過9,000萬t。

由于厄爾尼諾現(xiàn)象影響，經(jīng)常造成產(chǎn)量的波動，預(yù)期未來還會有所下降。在這8,000萬～9,000萬t的魚里，雖然每年用于制作魚粉的比例最高達到30%，但是隨著全球人口的增加，對食物的需求種類越來越多，用于做魚粉的魚比例是穩(wěn)步下降的?，F(xiàn)在降到20%左右用于做魚粉。

隨著人口的不斷增加，用于做魚粉的魚的比例會越來越低，但是隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖的不斷增加，對魚粉的需求會越來越多。數(shù)據(jù)顯示從1980～2013年，全球水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量的變化，尤其是90年代以后，發(fā)展速度越來越快，如果根據(jù)水產(chǎn)養(yǎng)殖的特性，發(fā)展趨勢嚴(yán)重依賴魚粉，對魚粉的需求將會越來越高，那么與之前提過的魚用于做魚粉的比例越來越低的現(xiàn)狀形成一種特殊矛盾。水產(chǎn)養(yǎng)殖要發(fā)展，世界人口要增加，要用更多的魚粉。而漁業(yè)資源供給我們的魚粉會越來越少，這對矛盾非常特殊，解決的唯一正確策略就是在水產(chǎn)飼料里面取代魚粉，取代魚油這些海洋性資源。

這個方向必然會這樣走，但是這樣走必然會帶來一系列問題。因為我們養(yǎng)的魚長期以來都是攝食魚粉的，突然要用豆粕、棉粕、菜粕、DDGS來取代魚粉。魚在進化過程中從沒有食用過這些，必然存在一系列問題，比如適口性差，代謝混亂，消化吸收率低，營養(yǎng)不平衡，缺乏營養(yǎng)健康因子，原來魚粉當(dāng)中缺乏的活性物質(zhì)等，會嚴(yán)重影響到魚類生長和消化道的健康。

所以，飼料真正能夠取代魚粉必須有系統(tǒng)的解決辦法，簡單來說，必須解決攝食、消化道健康、如何提高蛋白質(zhì)吸收和合成代謝問題以及蛋白質(zhì)合成代謝相關(guān)的能量代謝等一系列問題。通過這些途徑來解決替代蛋白源的問題，適口性、消化道健康、增加蛋白質(zhì)的吸收和合成代謝。首先，我們必須了解其調(diào)控機制，如何能提高，它在代謝過程中的一些信號調(diào)控的規(guī)律才能找出方法，這些是我們課題中的任務(wù)，下面我來介紹一下我們研究取得的一些成果。

中國養(yǎng)殖種類很多，按食性分，可以分為肉食性魚類、雜食性魚類和草食性魚類。我們要用非魚粉蛋白源來替代魚粉，是如何影響魚類攝食的？我們必須回答一個問題，即不同食性的魚類是由什么決定對食物的選擇？

中國草魚養(yǎng)殖產(chǎn)量在世界最大，每年超過500萬t，尤其在珠三角地區(qū)養(yǎng)殖產(chǎn)量和消費量都居首位。草魚在生長過程中的食性是變化的，身長3cm之前是肉食性的，以浮游動物為食；長到6cm的時候，它既吃浮游動物又吃浮游植物，甚至一些大型植物（浮萍等）；長到9cm之后，完全吃高等植物，吃草?？梢姡谝粭l魚的生長史中食性是變化的，從肉食性逐步過渡到草食性。

而食性為什么會發(fā)生變化？變化的原因是什么？由什么調(diào)控著它的食性發(fā)生變化的？

舉個例子，中國國寶熊貓在分類學(xué)上是食肉目動物、熊科，在熊貓的兄弟姐妹中沒有一個吃素的，唯獨熊貓變得完全吃素，對肉不感興趣。在大自然環(huán)境當(dāng)中，熊貓是吃竹子的，不吃肉，一個食肉目的動物不吃肉，是上帝開的玩笑？熊科動物熊貓屬于食肉動物，卻完全吃素是哪里出了差錯？

我們對食物的選擇很容易想到味覺受體。通過研究發(fā)現(xiàn)，熊貓味覺中的其中一種感知鮮味受體T1R1（即動物感覺食物味道是否鮮美的受體）發(fā)生了突變，使得熊貓感覺不到肉的美味。這是在著名的《Nature》（LiRetal.Nature，2010）上面發(fā)布的一篇相關(guān)文章，讓我們聯(lián)想到，魚類也很有可能是由于它的味覺受體的基因不同導(dǎo)致食性的不同。

圖1

圖2

圖3

圖4

我們用3種不同食性的魚類做實驗，分別是草食性的草魚、雜食性的斑馬魚和肉食性的鱖魚，比較它們味覺受體基因的不同之處。實驗證明，素食動物的甜味基因受體T1R3進行對比，從數(shù)量和長度上高度保守，即不同動物之間差異不大。但是，拿它們的鮮味基因T1R1進行對比，發(fā)現(xiàn)肉食性鱖魚相對于草魚和斑馬魚缺失了6個內(nèi)含子，而且內(nèi)含子序列在雜食性和草食性魚里跟鱖魚比也比較短。由此得出，3種不同食性的魚類味覺基因受體序列有顯著差異。

而草魚一生的食性是變化的，按照實驗結(jié)果推理，它的味覺基因受體的表達應(yīng)該也是變化的。研究證明，草魚的鮮味基因在身長3cm之前是高度表達，而在身長9cm之后其表達量急劇下降。它的甜味基因T1R3雖然有下降，但下降幅度很小。所以草魚的食性發(fā)生變化是由于基因表達的變化。

我們進一步研究發(fā)現(xiàn)，草魚的另一個甜味基因T1R2在基因組里與斑馬魚對比是加倍的，出現(xiàn)片段的重復(fù)，即在草魚里跟甜味相關(guān)的基因表達會更加強。

從這一研究結(jié)果我們有了一個思路，如何提高魚類對非魚粉飼料的采食量？——即改良飼料的適口性的一些飼料。

我們要在飼料里添加一些能夠刺激鮮味受體的物質(zhì)，在水產(chǎn)飼料里面運用很廣泛，即誘食劑。誘食劑的本質(zhì)就是添加一些能引起食欲、對鮮味感知受體的接受物質(zhì)。另一方面，要知道產(chǎn)生降低攝食量、適口性的物質(zhì)，我們現(xiàn)在都知道，基本上來自于植物的中間代謝產(chǎn)物，即營養(yǎng)拮抗因子。一般我們會采取對原料進行加工，通過生物發(fā)酵的方法來減少這些導(dǎo)致攝食量下降的物質(zhì)。

現(xiàn)在研究結(jié)果為我們提供了一種創(chuàng)新型思路，營養(yǎng)學(xué)家把原因找出來了，就交給育種專家，能不能讓肉食性魚類把鮮味基因受體敲掉，讓石斑魚、鱖魚以后都改成吃草，對肉不感興趣，像熊貓一樣。從科學(xué)來講，是完全有可能的，這個任務(wù)要交給育種專家，培育出原本食肉將來改為吃草的新品種。

現(xiàn)在虹鱒選育方面已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有些品系可以遺傳對植物原料的接收和不依賴魚粉的品系，現(xiàn)在選育得非常成功。但卻是從傳統(tǒng)思路選育，我們提出是否可以通過基因工程的敲除辦法來抑制相關(guān)基因受體的表達，就可以達到目的。

下一個問題，消化道健康。如果不用魚粉必將導(dǎo)致一系列問題，例如魚腸炎、拉稀，然后導(dǎo)致免疫力、抗病力下降，生長受阻。我們在給魚類投喂不同原料以后，腸消化道組織發(fā)生明顯變化，比如用魚粉飼料喂養(yǎng)的魚消化道上皮、絨毛非常健康，而用植物蛋白飼料喂養(yǎng)就會產(chǎn)生大量的空泡，粘膜固有層發(fā)生組織學(xué)變化。

大豆是如何影響消化道健康的？這個問題非常復(fù)雜，植物蛋白里存在了數(shù)量眾多營養(yǎng)拮抗因子，在一個營養(yǎng)拮抗因子里存在許多亞單位，到底如何作用是一個非常復(fù)雜的問題，需要長時間、大量的人力物力投入。

研究表明，大豆里球蛋白亞單位7S和11S，通過氧化作用，即通過對消化道上皮的脂肪、蛋白質(zhì)進行嚴(yán)重地氧化，導(dǎo)致消化道健康受影響。比如說，我們研究魚類里的7S或11S會導(dǎo)致一系列跟氧化有關(guān)的這些因子的變化。我們說，主要是通過脂質(zhì)過氧化和蛋白質(zhì)氧化來破壞魚腸結(jié)構(gòu)的完整性，導(dǎo)致腸炎和消化吸收能力下降，降低生長性能。

我們在大塘里養(yǎng)殖很難觀測到魚體的消化道破壞之后產(chǎn)生腸炎的問題，而工廠化養(yǎng)殖就會比較容易看，比如北方的大菱鲆養(yǎng)殖，水淺而清。如果飼料好，魚糞便很成型。通過排污系統(tǒng)，糞便都能被帶走，水很干凈。發(fā)生腸炎之后，整個一池魚都拉稀，水沒法處理，變得渾濁，并且對過濾系統(tǒng)造成過大負(fù)荷無法恢復(fù)。腸炎是在給魚投喂非傳統(tǒng)原料來代替魚粉之后經(jīng)常會遇到的問題。

草魚本來是吃草的魚，它吃草沒有問題，但是假如我們現(xiàn)在在珠江三角洲都用人工飼料去養(yǎng)草魚。我們用一些非傳統(tǒng)原料，不是草類原料，比如說在草魚料里面加豆粕，也會產(chǎn)生腸炎。但是我們發(fā)現(xiàn)，草魚這些草食性魚類對付這些營養(yǎng)拮抗因子還是有一手的。也就是說，它的消化道對由營養(yǎng)拮抗物質(zhì)導(dǎo)致的腸炎，它的自愈能力很強。

圖5

圖6

圖7

圖8

實驗證明，在含有豆粕的飼料里面，草魚基本通過兩個星期內(nèi)能夠適應(yīng)豆粕這種原料，能夠產(chǎn)生自愈的過程。我們跟蹤它的抗炎因子、促炎因子和子包因子之間的表達，可以把這14d分成潛伏期、發(fā)病期和顯著期3個過程。一開始抗炎因子和促炎因子處于勢均力敵的階段，之后抗炎因子慢慢占據(jù)優(yōu)勢逐步恢復(fù)?？梢姡芏圄~類自身可能存在一種機制，可以對原料適應(yīng)和發(fā)炎自愈的過程。但是，養(yǎng)殖魚的種類太多，食性非常復(fù)雜，對非魚粉蛋白源的添加量和營養(yǎng)拮抗因子的水平以及炎癥自愈的可能性，都有很多問題需要進一步研究。

另一方面，動物的消化道里還有另一群大量微生物，即細菌內(nèi)生態(tài)，而生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定會影響消化道里微生物的穩(wěn)定，當(dāng)我們以不同的原料做飼料的時候是否會影響魚類消化道里的微生物組成？消化道里的微生物組成既可能存在負(fù)面的病原微生物，更有可能是長期進化形成的與之共生的有益微生物。這種微生物組成的變化對消化道健康的影響是否存在？

我們拿大菱鲆、虹鱒做實驗，用豆粕取代魚粉，研究它的消化道里微生物組成情況。試驗證明，在這兩條魚里，如果用豆粕取代魚粉，將會增加一些病原菌的比例，尤其是那些引起腸炎的病原菌的比例。所以，用豆粕取代魚粉的時候，會增加產(chǎn)生腸炎的可能性。但是我們同時也可以看到，有一些益生菌的數(shù)量也會增加。這種現(xiàn)象在海水魚和淡水魚中都存在。

益生菌對宿主的代謝、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、代謝有正面影響。更重要的是，它可能對動物腸道免疫也有正面影響。最有可能這種有益的微生物來自魚消化道本身，說明它在魚類消化道內(nèi)定植生長。我們從草魚消化道里分離了一系列菌株，發(fā)現(xiàn)其中一種我們叫作GC-21，它有很高的與腸道粘膜的結(jié)合能力、定植能力，它還能夠誘導(dǎo)草魚產(chǎn)生抗炎因子的作用。我們發(fā)現(xiàn)這個GC-21不同的細胞期都有比較良好的表現(xiàn)，這個微生物株很容易在草魚的消化道里定植，從另一個角度來看，它對抗炎因子也能夠產(chǎn)生比較豐富的量。說明它可能是將來我們作為益生素的良好候選微生物，也可以作為疫苗活體及其他治療物質(zhì)的載體。

第四個問題看，魚粉里含有生物活性物質(zhì)，如果用植物蛋白替代魚粉之后，這些活性物質(zhì)就不存在了。以前在魚粉充足的時候，這些物質(zhì)也許你沒有感覺到它有多重要，因為從營養(yǎng)學(xué)來看它并不是必需的物質(zhì)，但是當(dāng)用植物原料時，它們就變得必不可少，比如?；撬?、羥脯胺酸，這些氨基酸不是必需氨基酸。原來用魚粉作為原料時，魚體又能自行合成，還是滿足需要的，但是當(dāng)沒有魚粉的時候，植物蛋白里的含量很低或者根本沒有，魚自身合成的量無法滿足需要。所以人們發(fā)現(xiàn)，以植物蛋白為主的飼料里，如果不添加?；撬峋蜁鸶闻K發(fā)綠，魚生長就會不好。

我們研究在魚體里什么跟?；撬岬暮铣捎嘘P(guān)？不同種類的魚合成能力是否有差異？研究發(fā)現(xiàn)，淡水魚虹鱒和海水魚牙鲆都是肉食性魚類，但是淡水魚虹鱒的合成能力比海水魚牙鲆強，但是二者的合成能力都不能滿足自身需要。我們找出了?；撬岷铣傻年P(guān)鍵點，也首次在細胞酶的結(jié)構(gòu)里發(fā)現(xiàn)之所以合成能力不強的原因，就是基因表達出了問題，例如羥脯胺酸與膠原蛋白、結(jié)締組織的合成有關(guān)系，如果結(jié)締組織好，從魚的體質(zhì)來看，它的食用價值即咀嚼性、組織結(jié)構(gòu)也許更受人們的歡迎。如果在植物性原料的飼料里添加羥脯胺酸，不但可以改善魚的生長，還可以改善它組織里的羥脯胺酸含量，更重要的是改善了肌肉的結(jié)構(gòu)，讓其與質(zhì)量相關(guān)的各項指標(biāo)都有改善。

還有一個更大的問題，大家都知道用植物蛋白為原料喂養(yǎng)的魚不如用魚粉喂養(yǎng)的魚長得好，說明蛋白合成的效率下降。那蛋白質(zhì)合成過程是怎么回事？是什么在影響？我們可以把蛋白質(zhì)合成比喻成建房子，氨基酸就是建筑材料，建筑材料充足了，效率才會高。從營養(yǎng)學(xué)來看，氨基酸充足了、平衡了，合成的量就大。工地上會有包工頭知道鋼筋水泥是否齊全，是否開工。而在蛋白質(zhì)合成中誰在觀察、誰在感知這些氨基酸的量是否平衡呢？這就是“營養(yǎng)感知”的問題。

營養(yǎng)感知如何對蛋白質(zhì)合成產(chǎn)生影響？通過消化，蛋白質(zhì)會進入氨基酸庫，而氨基酸庫感知相應(yīng)部分內(nèi)分泌系統(tǒng)以及相關(guān)的一些活性物質(zhì)，就會產(chǎn)生信號的傳導(dǎo)，會調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達，來指導(dǎo)氨基酸的合成。就如工頭下命令開不開工，合不合成，整個過程有哪些將領(lǐng)在調(diào)節(jié)是一個道理。

對魚類的營養(yǎng)它是怎么運作的呢？我們有兩個極端做法，一是營養(yǎng)平衡，喂魚，二是不喂它，于是產(chǎn)生了固有氨基酸的量和比例發(fā)生變化。人們發(fā)現(xiàn)如果用魚粉做飼料會產(chǎn)生氨基酸過高的風(fēng)險，但是用植物蛋白做飼料的話氨基酸濃度會比魚粉低得多。我們用陸生動物的思維，你不夠我就添加晶體氨基酸進去看行不行，但我們發(fā)現(xiàn)就算是添加了晶體氨基酸，它的氨基酸峰值也達不到魚粉的水平，這是關(guān)鍵點。

如果蛋白質(zhì)合成需要一個氨基酸峰值，則有些原料達得到這個域值，有些原料達不到。為什么添加氨基酸還達不到呢？因為吸收不同步，晶體氨基酸很快就都吸收了，而別的蛋白質(zhì)需要消化才能吸收，存在時差，兩個峰值的濃度無法疊加，所以達不到這個域值。雖然飼喂的氨基酸濃度高的時候會推動合成代謝，但不喂時，氨基酸濃度不夠的時候卻會促進分解代謝。所以，試用以后氨基酸水平可以理解成波浪，如果波浪沒達到峰值的話就無法啟動蛋白質(zhì)的合成代謝。這樣表述的話也許會形象一些。

如果這樣推理，那么我們尋找分子生物學(xué)的證據(jù)是否也是這樣的，尋找之后發(fā)現(xiàn)確實是這樣的。魚粉蛋白源的氨基酸的平均峰值、非魚粉蛋白質(zhì)氨基酸峰值，當(dāng)它峰值足夠的時候，跟初信號通路系統(tǒng)是密切相關(guān)的，并且跟它相關(guān)的初信號不同關(guān)鍵環(huán)節(jié)因子的基因表達都能體現(xiàn)出顯著提高；當(dāng)氨基酸濃度不夠的時候，會導(dǎo)致氨基酸應(yīng)激通路的表達，跟它相關(guān)的因子表達都會提高，就會導(dǎo)致分解代謝。而初始信號是通路信號的表達，它的提高會導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成代謝。所以我們提供了分子生物學(xué)的證據(jù)。

剛才我們經(jīng)常提到一些營養(yǎng)拮抗因子，我們也找到了營養(yǎng)拮抗因子、氨基酸平衡。我們都知道必需氨基酸在水產(chǎn)動物必須有10種，10種之間不但要有而且要保持平衡，我們也找到平衡與否和蛋白質(zhì)合成、初信號系統(tǒng)或者應(yīng)激通路系統(tǒng)有關(guān)系，平衡與否有關(guān)系。營養(yǎng)拮抗物質(zhì)的存在作用也存在，比如敏氨酚、磷激素是如何作用的，那么敏氨酚主要作用于應(yīng)激通路系統(tǒng)，而磷激素不是作用蛋白質(zhì)合成通路，它是作用于內(nèi)分泌調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所以不同營養(yǎng)拮抗物質(zhì)，它的作用機理是不一樣的。

如果代謝系統(tǒng)對營養(yǎng)物質(zhì)的感知能力會導(dǎo)致合成能力的不同，那我們是否可以干預(yù)感知能力，讓它對營養(yǎng)物質(zhì)更敏感？就是讓包工頭感知到我們的原料可以開工了。過去人類健美時運用一種物質(zhì)可以促進肌肉合成顯得更健美，這種物質(zhì)就是HMB——三肌酸鹽，輔加三肌酸鹽的健美效果會更好。如果運用到魚類有沒有這種效果呢？我們發(fā)現(xiàn)，如果把HMB添加到飼料里能夠讓魚類生長顯著增加，從3.23提高到3.42，肌肉硬度從368提高到461，咀嚼性從127提高到166，彈性從0.8提高到1.13，即HMB可以增加蛋白質(zhì)的合成，在哺乳類動物里讓舊細胞增大，但是在魚類里根源不同，是促進舊細胞分裂。

除了營養(yǎng)以外，在生物代謝過程中一個很重要的途徑就是內(nèi)分泌調(diào)控。那魚類里的哪些內(nèi)分泌調(diào)控因子跟生長有關(guān)系？研究發(fā)現(xiàn)，在12個研究的內(nèi)分泌因子里找出3w跟個體生長有關(guān)的有SOCS、MSTN、POMC。我們研究，這和魚有關(guān)系嗎？在哺乳類動物里面，在小鼠里如果敲除了SOCS2，它就會健康地生長，比正常的老鼠個頭要大。在魚里面有這種情況嗎？我們非常有意思地發(fā)現(xiàn)，在魚里面敲除的不是SOCS2，而是SOCS1，這條魚的純合子不大但是它的雜合子會比正常的要大，比純合子都大，這條魚也會長大。但敲除的因子與哺乳類動物有所不同，產(chǎn)生的原因是消耗了腹部的脂肪，有更多的脂肪被消耗作為能量，更多的蛋白質(zhì)作為蛋白質(zhì)合成。實驗證明，敲除SOCS之后是有利于組織脂肪的運轉(zhuǎn)跟利用，并刺激IGF-1的激活、糖的異生和脂肪氧化分解功能，促進了蛋白質(zhì)的合成。

另一個是關(guān)于維生素D的研究，過去我們都知道，維生素D跟鈣、磷吸收有關(guān)，跟生物礦化有關(guān)。我們發(fā)現(xiàn)，如果敲掉了維生素D纖聚化的因子，會導(dǎo)致對維生素依賴的魚佝僂癥，即魚的骨骼發(fā)育不完整、不正常，有些人會以為是影響鈣、磷的吸收了，其實不是。魚類在敲除維生素D之后血鈣、血磷并未發(fā)生變化，而是導(dǎo)致了典型的生長激素的抵抗綜合癥，敲掉了以后，生長激素合成是大幅度增加的，卻減少了肝臟的ST5的蛋白質(zhì)的磷酸化，導(dǎo)致了脂肪代謝異常，讓這個基因缺失的腹部脂肪大幅度增長。

我們還發(fā)現(xiàn)一個問題，維生素D缺乏的時候，原本以為敲掉它就會導(dǎo)致脂肪分解，而維生素D缺乏卻是增強了SOCS的表達，開關(guān)更強了，抑制了脂肪的分解代謝，讓脂肪積累在腹部和肝臟當(dāng)中無法分解耗能使用，所以蛋白質(zhì)要作為能量來使用。飼料廠也許會為了降低成本而減少飼料當(dāng)中的魚粉、魚油、維生素和礦物質(zhì)等含量，而維生素D主要是來自魚粉、魚油等動物性原料，植物性原料是基本沒有的。當(dāng)飼料中沒有蛋白、沒有魚油的時候，又不添加維生素，就會加重這一過程，導(dǎo)致魚出現(xiàn)脂肪肝、大肚子、魚體又短又胖等問題，都是由于飼料配方不合理。除了魚粉、魚油還應(yīng)該額外地添加維生素D3。

水產(chǎn)動物與陸生動物不同，水產(chǎn)動物對糖的利用能力比陸生動物差得多，比如魚類里主要作為能耗的ATP是來自于蛋白質(zhì)，卻很少來自糖和脂肪，而高等動物是以脂肪和糖為主的。如果要提高魚類蛋白分解的利用率，就需要提高蛋白質(zhì)合成，減少來自蛋白質(zhì)的能量，增加來自脂肪和糖的能量。

首先，我們需要理清魚類脂肪代謝的關(guān)鍵控制點在哪里，才能知道如何提高脂肪的利用能力。在陸生高等動物里脂肪代謝的途徑是比較清楚的，而魚類代謝功能途徑的關(guān)鍵控制點我們還不是很清楚，所以我們需要明確魚類代謝的關(guān)鍵點。如果我們用高脂飼料喂魚，會產(chǎn)生什么問題？飼料里的脂肪進入魚體之后并沒有用于供能，而主要沉積于脂肪組織，此過程主要由PPARγ介導(dǎo)的脂肪細胞不斷增殖脂肪細胞來完成，并伴隨著肝臟和肌肉中PPARα表達量的下降。高脂進來，一個表達增加，一個表達下降，增加的是脂肪細胞的增值，下降的是影響了脂肪的分解代謝。所以，我們就明確了PPAR家族是潛在脂肪功能代謝的調(diào)配料。我們因此找到了這種關(guān)系，PPARα是促進魚的脂肪分解，PPARγ是促進魚體脂肪沉淀。我們明確了這種關(guān)系以后，就找出相應(yīng)的分子生物學(xué)機理和組織學(xué)的證據(jù)。所以問題就是，我們?nèi)绾蝸碚{(diào)控PPARγ、PPARα的表達就可以達到控制脂肪代謝功能的目的。

我們在研究脂肪代謝的時候最困惑的問題就是，要測量魚的脂肪必須把魚殺了，搗碎，然后抽汲，如果要研究脂肪的變化就比較困難。我們有個想法，如何能測量活著的魚的脂肪含量及變化？我們知道人類在做健康檢查的時候需要用到核磁共振來判斷是否有脂肪肝以及脂肪含量的多少，我們就想利用核磁共振成像技術(shù)對活體魚類進行脂肪組織檢測和可視化研究，對不同魚類的脂肪分布以及立體空間的占有都可以進行定量計算，魚體做完麻醉，測量以后還能繼續(xù)存活。我們還可以把魚類脂肪分布的3個圖像進行研究，例如草魚和羅非魚的脂肪分布都是在腹部腸系膜，大菱鲆的脂肪分布在鰭條的基部而不在腹部，所以大菱鲆的鰭條特別好吃，全是脂肪。但是我們做營養(yǎng)學(xué)研究，拿一條魚做核磁共振成本很高，所以希望做儀器研究的人員能制作一臺魚的核磁共振機，也能達到這個目的。最后謝謝支持我們研究工作的單位！

麥康森教授：愛爾蘭國立大學(xué)博士，中國工程院院士，國家杰出青年基金獲得者，曾任中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院院長，中國海洋大學(xué)副校長，教育部長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授，國際鮑魚學(xué)會理事和國際魚類營養(yǎng)協(xié)會委員會委員。