曾妍芝， 李紅燕,3*， 王廣軍,3， 謝 駿,3， 田晶晶,3， 龔?fù)麑?3，夏 耘,3， 張 凱,3， 李志斐,3， 郁二蒙,3*

(1. 上海海洋大學(xué)，水產(chǎn)科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，上海 201306；2. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部亞熱帶熱帶水產(chǎn)資源利用與養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510380；3. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院海南創(chuàng)新研究院，海南 三亞 572000)

碳水化合物(糖)是動(dòng)物重要的營(yíng)養(yǎng)素來(lái)源，可以分解產(chǎn)生能量為機(jī)體生命活動(dòng)供能，其代謝中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為其他含碳化合物，進(jìn)而合成氨基酸、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1]。碳水化合物來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，具有節(jié)約飼料蛋白質(zhì)和成本、保護(hù)漁業(yè)資源和減少養(yǎng)殖過(guò)程中氮排泄對(duì)水環(huán)境的污染等重要作用，因而被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)飼料中[1-2]。然而，魚(yú)類對(duì)飼料碳水化合物的利用能力較差，且不同食性的魚(yú)類對(duì)飼料糖的耐受性不同[3]。相較雜食性和草食性魚(yú)類，肉食性魚(yú)類對(duì)飼料糖高度不耐受[4]，表現(xiàn)為肉食性魚(yú)類如翹嘴鱖(Siniperca chuatsi)[5]、大 口 黑 鱸(Micropterus salmoides)[6]和虹鱒(Oncorhynchus mykiss)[7]等在攝食高糖飼料后出現(xiàn)持續(xù)的餐后高血糖癥。另外，高糖飼料養(yǎng)殖抑制水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)，導(dǎo)致機(jī)體肝臟糖代謝紊亂和脂肪蓄積等負(fù)面效應(yīng)[8]。

高糖飼料抑制魚(yú)類攝食的現(xiàn)象在多種魚(yú)類中均有報(bào)道，且在肉食性魚(yú)類鱖中表現(xiàn)尤為明顯。鱖隸屬于鱸形目(Perciformes)，是我國(guó)特有的本土淡水名貴魚(yú)類。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021 年全國(guó)鱖養(yǎng)殖年產(chǎn)量37.39 萬(wàn)t，其中廣東省鱖產(chǎn)量14.23 萬(wàn)t，為全國(guó)第一[9]。鱖食性獨(dú)特，自開(kāi)口起以鮮活餌料為食，難攝食死餌和人工飼料。有關(guān)鱖馴化攝食人工飼料的研究自20 世紀(jì)90 年代開(kāi)始開(kāi)展，目前已實(shí)現(xiàn)通過(guò)馴化使其攝食人工飼料[10]。人工飼料養(yǎng)殖鱖的推廣有助于減少餌料魚(yú)飼養(yǎng)帶來(lái)的環(huán)境污染，降低養(yǎng)殖成本，提高質(zhì)量安全。然而，作為典型的兇猛肉食性魚(yú)類，鱖對(duì)飼料糖高度不耐受，由高糖飼料引起的攝食減退甚至厭食現(xiàn)象尤為顯著，嚴(yán)重阻礙了鱖的生長(zhǎng)和規(guī)?；B(yǎng)殖的推廣[11-12]。鱖人工配合飼料養(yǎng)殖是當(dāng)前鱖養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向，因此解決高糖飼料誘導(dǎo)的厭食反應(yīng)和糖利用問(wèn)題是鱖產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟需解決的瓶頸。

當(dāng)前研究表明，魚(yú)類的攝食行為和食欲調(diào)控是由復(fù)雜的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、外周器官分泌的激素及非激素信號(hào)共同組成的[13]。下丘腦是魚(yú)類食欲和攝食行為的主要調(diào)控中心，可以感知并整合多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)信號(hào)、激素和節(jié)律性信號(hào)，進(jìn)而調(diào)節(jié)食欲及攝食行為[13-14]。越來(lái)越多的研究表明，魚(yú)類存在對(duì)葡萄糖、脂肪酸和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的感知機(jī)制[15-16]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)可以直接通過(guò)感知營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平調(diào)控促食欲或抑食欲神經(jīng)肽的表達(dá)調(diào)控?cái)z食，并引起肝臟代謝及激素分泌的變化，進(jìn)而影響魚(yú)類的代謝[17]。因此，探究魚(yú)類中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)葡萄糖的感知機(jī)制是研究高糖影響其攝食的重要前提條件。

下丘腦AMPK (AMP-activated protein kinase)和mTOR (mammalian target of rapamycin)是連接機(jī)體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平感知和發(fā)揮中樞神經(jīng)系統(tǒng)攝食調(diào)控作用的重要橋梁[18]。下丘腦葡萄糖激酶GK可以通過(guò)AMPK 信號(hào)通路發(fā)揮對(duì)攝食食欲的調(diào)控作用[19]。研究表明，禁食或低血糖機(jī)體下丘腦AMPK 被激活，進(jìn)而促進(jìn)促食欲神經(jīng)肽NPY(neuropeptide Y) / AgRP (agouti gene-related protein)，并通過(guò)抑制抑食欲神經(jīng)肽POMC (Pro-opiomelanocortin) / CART (cocaine and amphetamine regulated transcript)的表達(dá)來(lái)促進(jìn)攝食[20]。 腦室注射(intracerebroventricular, ICV)是探究魚(yú)類下丘腦感應(yīng)系統(tǒng)和食欲調(diào)節(jié)作用的重要手段。研究表明，對(duì)鱖腦室注射辛酸后4 h，下丘腦agrp的mRNA水平降低，攝食量顯著減少[21]。腦室注射不同氨基酸，通過(guò)對(duì)TOR 信號(hào)通路調(diào)控作用的不同而影響鱖的攝食，表明鱖下丘腦氨基酸感知機(jī)制的存在[22-23]。哺乳動(dòng)物中，大鼠(Rattus norvegicus)腦室注射葡萄糖顯著抑制其攝食量[24]。另外，腦室注射葡萄糖增加小鼠(Mus musculus)下丘腦pomc和cart，降低npy和agrp的基因表達(dá)水平進(jìn)而抑制攝食[25]。然而，鱖是否存在腦室葡萄糖感知系統(tǒng)及其如何調(diào)控AMPK和mTOR信號(hào)通路影響攝食和糖代謝的機(jī)制尚不明確。

綜上，本研究以翹嘴鱖為對(duì)象，通過(guò)腦室注射葡萄糖和2-DG (葡萄糖代謝拮抗劑，2-deoxy-Dglucose)，探究對(duì)鱖攝食和糖代謝的影響，驗(yàn)證下丘腦是否存在葡萄糖感知系統(tǒng)，并闡述AMPK/mTOR信號(hào)通路在食欲調(diào)控中的作用機(jī)制。研究結(jié)果將闡述鱖下丘腦葡萄糖感知系統(tǒng)的存在及高糖對(duì)鱖的攝食調(diào)控和糖代謝影響及機(jī)制，為鱖對(duì)飼料糖的高效利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)魚(yú)及暫養(yǎng)管理

實(shí)驗(yàn)所用翹嘴鱖和餌料魚(yú)均來(lái)自廣東省佛山市某鱖養(yǎng)殖場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)在中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所養(yǎng)殖基地進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，將實(shí)驗(yàn)魚(yú)放置于水泥池(4.5 m×4.5 m×1.1 m)中暫養(yǎng)2 周，每天表觀飽食投喂餌料魚(yú)2 次(09：00 和17：00)，直至適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件。正式實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)玻璃缸(1.2 m×0.6 m×0.5 m)中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)期間檢測(cè)水體水質(zhì)指標(biāo)，其中pH 為6.5～7.8，溶解氧含量(DO) 5.7～7.6 mg/L，氨氮濃度 ≤ 0.20 mg/L，水溫為28.0～33.0 °C。本研究獲得了中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理和使用倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(LAEC-PRFRI-2022-08-58)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作人員嚴(yán)格遵守中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理和使用倫理委員會(huì)倫理規(guī)范，并按照中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所倫理委員會(huì)制定的規(guī)章制度執(zhí)行。

1.2 腦室注射實(shí)驗(yàn)及攝食量統(tǒng)計(jì)

正式實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前將所有實(shí)驗(yàn)魚(yú)禁食24 h，挑選體表無(wú)傷、大小均一的翹嘴鱖[(209.00±6.71) g] ，使 用 麻 醉 劑(MS-222, 60 mg/L, Sigma, E10521)麻醉后進(jìn)行稱重。分別對(duì)鱖進(jìn)行腦室注射生理鹽水、高濃度葡萄糖(10 mg/kg，滬試，63 005 518)和2-DG (100 mg/kg，MedChemExpress，HY-13 966)，每組設(shè)置3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10 尾實(shí)驗(yàn)魚(yú)。腦室注射實(shí)驗(yàn)采用25 μL 量程微量注射器(1705N，Hamilton，羅馬尼亞)進(jìn)行，注射位置為鱖眼眶后5 mm 位置處，深度約5 mm。注射完畢后使用凡士林涂抹以避免感染，然后將鱖放入室內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)玻璃缸中。腦室注射完成后，每個(gè)玻璃缸放入相同數(shù)量且體重均衡的餌料魚(yú)[(14.60±0.38) g] ，分別于注射后3、6 和12 h 記錄每缸剩余餌料魚(yú)的數(shù)量，以統(tǒng)計(jì)不同處理組的餌料魚(yú)攝食量。

1.3 樣品采集

腦室注射實(shí)驗(yàn)后，分別于3、6 和12 h 進(jìn)行解剖取樣。將實(shí)驗(yàn)魚(yú)用麻醉劑(MS-222，60 mg/L，Sigma，GYT0202813)麻醉后，每缸隨機(jī)選取3 尾，采用肝素鈉抗凝劑(0.02%，Aladdin，H123383)潤(rùn)洗過(guò)的無(wú)菌注射器從尾靜脈取血，于無(wú)菌離心管中4 000 r/min 離心10 min 后獲取上清液，保存在-80 °C 超低溫冰箱。冰浴無(wú)菌條件下解剖肝臟和下丘腦組織，放入液氮速凍并于-80 °C 冰箱冷凍保存，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析。

1.4 血漿葡萄糖含量測(cè)定

血漿葡萄糖含量測(cè)定原理為葡萄糖氧化酶法，具體操作步驟依據(jù)試劑盒(A154-1-1，南京建成生物工程研究所)使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.5 總RNA 提取及實(shí)時(shí)熒光定量 PCR (qRTPCR)分析

使用TRIzol 法分別提取翹嘴鱖下丘腦和肝臟組織的總RNA，通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳確認(rèn)RNA的純度、完整性后于分光光度計(jì)下測(cè)定其濃度，并采用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA。qRT-PCR 在Light Cycler?96-Time PCR Detection System (Roche，瑞士)儀器上進(jìn)行。選取β-actin作為內(nèi)參基因，基因相對(duì)表達(dá)水平的計(jì)算根據(jù)Pfaffl[26]的方法來(lái)計(jì)算。實(shí)驗(yàn)用基因引物序列如表1 所示。

表1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR 引物Tab. 1 Primer sequences used for qRT-PCR

1.6 數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SE，n=6)表示。分析方式為單因素方差分析(One-Way ANOVA)，各實(shí)驗(yàn)組間存在顯著差異時(shí)，采用Duncan 氏進(jìn)行多重比較，以P＜0.05 表示統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 攝食量和血漿葡萄糖含量

鱖腦室注射葡萄糖和2-DG 后攝食量和不同時(shí)間點(diǎn)血漿葡萄糖含量如圖1 所示。與對(duì)照組相比，腦室注射葡萄糖顯著降低鱖攝食量(P＜0.05)，而腦室注射2-DG 對(duì)鱖攝食量無(wú)顯著影響(P＞0.05)。腦室注射后3、6 和12 h，所有處理組間血漿葡萄糖含量均無(wú)顯著差異(P＞0.05)。

圖1 腦室注射葡萄糖和2-DG 下鱖攝食和不同時(shí)間點(diǎn)血漿葡萄糖水平1. 對(duì)照組，2. 葡萄糖代謝拮抗劑，3. 葡萄糖組；不同大寫(xiě)字母表示不同實(shí)驗(yàn)組間統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著(P＜0.05)。Fig. 1 Food intake and plasma glucose levels in S. chuatsi after ICV administration of glucose and 2-DG at different times 1. control, 2. 2-DG, 3. glucose; different capital letters indicate significant statistical differences between different groups (P＜0.05).

2.2 下丘腦基因表達(dá)

糖代謝相關(guān)基因 鱖腦室注射葡萄糖和2-DG 后不同時(shí)間點(diǎn)下丘腦糖代謝相關(guān)基因表達(dá)如圖2 所示。研究結(jié)果顯示，鱖腦室注射葡萄糖顯著促進(jìn)下丘腦gk(6 h)和pk(3 h)的基因表達(dá)量(P＜0.05)，而insra和insrb在鱖腦室注射高糖6 h表達(dá)量顯著下調(diào)。腦室注射2-DG 顯著抑制鱖下丘腦insra(3 h)的基因表達(dá)量(P＜0.05)。腦室注射葡萄糖或2-DG 后12 h 各處理組間糖代謝相關(guān)基因表達(dá)均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。

圖2 腦室注射葡萄糖和2-DG 不同時(shí)間點(diǎn)鱖下丘腦糖代謝相關(guān)基因相對(duì)表達(dá)量不同大寫(xiě)字母表示同一時(shí)間點(diǎn)不同實(shí)驗(yàn)組間統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著(P＜0.05)，下同。Fig. 2 Relative expression of genes involved in glucose metabolism in the hypothalamus of S. chuatsi after ICV administration of glucose and 2-DG at different times Different capital letters indicate significant statistical differences between different groups at the same time (P＜0.05), the same below.

調(diào)控因子 鱖腦室注射葡萄糖和2-DG 后不同時(shí)間點(diǎn)下丘腦AMPK和mTOR表達(dá)量如圖3所示。研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，腦室注射葡萄糖提高鱖下丘腦mTOR(12 h)的基因表達(dá)量，而腦室注射2-DG 顯著提高鱖下丘腦AMPK(12 h)的基因表達(dá)量(P＜0.05)。在其他時(shí)間點(diǎn)，腦室注射葡萄糖或2-DG 對(duì)鱖下丘腦AMPK和mTOR基因表達(dá)均無(wú)顯著影響(P＞0.05)。

圖3 腦室注射葡萄糖和2-DG 不同時(shí)間點(diǎn)鱖下丘腦AMPK 和mTOR 的相對(duì)表達(dá)量Fig. 3 Relative expression of AMPK and mTOR in the hypothalamus of S. chuatsi after ICV administration of glucose and 2-DG at different times

食欲基因 腦室注射葡萄糖和2-DG 后不同時(shí)間點(diǎn)鱖下丘腦食欲基因表達(dá)如圖4 所示。研究結(jié)果顯示，腦室注射葡萄糖顯著提高鱖下丘腦抑制食欲基因cart(3 h) (P＜0.05)。然而，腦室注射2-DG 不同時(shí)間點(diǎn)鱖下丘腦食欲基因表達(dá)量均無(wú)顯著差異(P＞0.05)。

圖4 腦室注射葡萄糖和2-DG 不同時(shí)間點(diǎn)鱖下丘腦食欲基因的相對(duì)表達(dá)量Fig. 4 Relative expression of appetite genes in the hypothalamus of S. chuatsi after ICV administration of glucose and 2-DG at different times

2.3 肝臟基因表達(dá)

糖代謝相關(guān)基因 腦室注射葡萄糖和2-DG 后不同時(shí)間點(diǎn)鱖肝臟糖代謝相關(guān)基因表達(dá)如圖5 所示。研究結(jié)果顯示，鱖腦室注射葡萄糖顯著提高肝臟pk(3 h)、insra(6 h)和glut2 (3 h)的基因表達(dá)量(P＜0.05)。除腦室注射2-DG 鱖肝臟gk(6 h)和glut2 (12 h)表達(dá)量顯著增加外，其他時(shí)間點(diǎn)鱖肝臟糖代謝相關(guān)基因表達(dá)量均無(wú)顯著差異。

圖5 腦室注射葡萄糖和2-DG 不同時(shí)間點(diǎn)鱖肝臟糖代謝相關(guān)基因相對(duì)表達(dá)量Fig. 5 Relative expression of glycolysis genes in the liver of S. chuatsi after ICV administration of glucose and 2-DG at different times

調(diào)控因子 腦室注射葡萄糖和2-DG 后不同時(shí)間點(diǎn)鱖肝臟AMPK和mTOR的相對(duì)表達(dá)量如圖6 所示。研究結(jié)果顯示，腦室注射葡萄糖顯著上調(diào)鱖肝臟AMPK(3 h)和mTOR(6 h)的基因表達(dá)量(P＜0.05)。腦室注射2-DG 顯著提高AMPK在3 h 和6 h 的基因表達(dá)量，而對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)肝臟mTOR的基因表達(dá)量均無(wú)顯著影響(P＞0.05)。

圖6 腦室注射葡萄糖和2-DG 不同時(shí)間點(diǎn)鱖肝臟AMPK 和mTOR 的表達(dá)量Fig. 6 Relative expression of AMPK and mTOR in the liver of S. chuatsi after ICV administration of glucose and 2-DG at different times

3 討論

碳水化合物是參與動(dòng)物機(jī)體代謝的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而食物中碳水化合物的含量在一定程度上影響動(dòng)物的攝食。高糖抑制動(dòng)物攝食的現(xiàn)象在多種動(dòng)物中均有所報(bào)道，例如哺乳動(dòng)物攝食富含碳水化合物的食物會(huì)抑制餐后的食欲[27]。大鼠攝入高糖食物后2 h 內(nèi)食欲受到抑制[28]。其他動(dòng)物如狗(Canis lupus familiaris)在攝入高糖后攝食量也有所下降[29]。在水產(chǎn)動(dòng)物中，相比無(wú)糖飼料，虹鱒(Oncorhynchus mykiss)攝入高糖飼料攝食量顯著降低[30]。鱖作為肉食性魚(yú)類，攝食含有8%碳水化合物水平的人工飼料時(shí)攝食量減半，甚至出現(xiàn)不攝食的現(xiàn)象[31]。另外，研究表明腦室注射葡萄糖可以顯著抑制鼠的攝食[24-25]。本研究中，對(duì)翹嘴鱖進(jìn)行腦室注射高濃度葡萄糖，12 h 內(nèi)其攝食量顯著降低，表明腦室注射高糖抑制翹嘴鱖的攝食，這與鼠的研究結(jié)果表現(xiàn)出一致性。另外，魚(yú)類攝食高糖飼料對(duì)血漿葡萄糖水平具有顯著影響，如虹鱒[32]、草魚(yú)(Ctenopharyngodon idella)[33]和長(zhǎng)吻鮠(Leiocassis longirostris)[33]。腹腔注射葡萄糖顯著提高團(tuán)頭魴(Megalobrama amblycephala)[34]和尼羅羅非魚(yú)(Oreochromis niloticus)[35]血漿葡萄糖水平。然而在本實(shí)驗(yàn)中，腦室注射葡萄糖不同時(shí)間點(diǎn)鱖的血漿葡萄糖水平無(wú)顯著差異，這可能是由于注射方式差異導(dǎo)致的。由此可見(jiàn)，腦室注射葡萄糖顯著抑制翹嘴鱖的攝食，但其作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探究。

魚(yú)類的葡萄糖感知系統(tǒng)主要由葡萄糖激酶(glucokinase, GK)、葡萄糖促進(jìn)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2 (glucose transporter 2, glut2)和ATP 依賴的內(nèi)向整流鉀通道(K+ATP)的典型機(jī)制驅(qū)動(dòng)。GK 是機(jī)體葡萄糖感知系統(tǒng)的重要感受器。葡萄糖經(jīng)GLUT2，被GK 感知后進(jìn)入糖酵解途徑，增加胞內(nèi)ATP/ADP的比例，導(dǎo)致K+ATP的關(guān)閉并誘發(fā)細(xì)胞膜的去極化，進(jìn)而誘導(dǎo)攝食相關(guān)神經(jīng)肽的分泌、腸道激素或肝臟代謝的變化[36-37]。研究表明，虹鱒可以通過(guò)下丘腦的葡萄糖感受器GK 感知到血糖水平的高低，進(jìn)而影響攝食[38]。在鱖的營(yíng)養(yǎng)感知系統(tǒng)上，國(guó)內(nèi)有關(guān)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明了鱖下丘腦存在脂肪酸和氨基酸的感知系統(tǒng)并發(fā)揮攝食調(diào)節(jié)功能[39-40]，然而有關(guān)鱖下丘腦是否存在葡萄糖感知系統(tǒng)尚不明確。本研究中，腦室注射高糖顯著刺激鱖下丘腦gk(6 h)和肝臟glut2 (3 h)的基因表達(dá)量，表明鱖下丘腦gk 對(duì)腦室葡萄糖水平做出響應(yīng)，即鱖下丘腦可能存在葡萄糖感知系統(tǒng)。哺乳動(dòng)物和魚(yú)類中，AMPK 是機(jī)體能量平衡的感應(yīng)器，通過(guò)響應(yīng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周組織中的激素和營(yíng)養(yǎng)信號(hào)發(fā)揮能量感知和調(diào)控功能。下丘腦AMPK 和mTOR可以感知機(jī)體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平進(jìn)而發(fā)揮中樞神經(jīng)系統(tǒng)攝食調(diào)控作用[18]。研究表明，亮氨酸添加促使哺乳動(dòng)物下丘腦mTOR的基因表達(dá)水平和磷酸化水平增加[41-42]。本實(shí)驗(yàn)中，鱖腦室注射葡萄糖后mTOR在下丘腦(12 h)和肝臟(6 h)中的基因表達(dá)水平顯著上調(diào)，表明其可能通過(guò)促進(jìn)mTOR 的表達(dá)促進(jìn)機(jī)體合成代謝并影響攝食。因此，上述研究表明，鱖下丘腦gk 可對(duì)腦室葡萄糖水平做出響應(yīng)，同時(shí)可能存在腦室葡萄糖感知系統(tǒng)，推測(cè)通過(guò)gk和glut2 對(duì)葡萄糖的感知調(diào)控mTOR 的表達(dá)，影響機(jī)體的代謝和攝食。

魚(yú)類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的食欲調(diào)控主要由下丘腦弓狀核ARC 區(qū)域(arcuate nucleus，ARC)共表達(dá)的促食欲神經(jīng)肽Y (NPY)、神經(jīng)肽刺鼠相關(guān)蛋白(AgRP)和共表達(dá)的抑食欲神經(jīng)肽阿片促黑素細(xì)胞皮質(zhì)素原(POMC)、可卡因和苯丙胺調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄肽(CART)組成[43]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控這兩類食欲神經(jīng)肽的生成和釋放，并整合機(jī)體的代謝和內(nèi)分泌信號(hào)，共同調(diào)控食欲和攝食過(guò)程[43]。研究發(fā)現(xiàn)，虹鱒在腦室注射或腹腔注射葡萄糖后，下丘腦npy的基因表達(dá)水平降低，而cart和pomc的基因表達(dá)水平均顯著升高[44-45]。食欲基因的表達(dá)與機(jī)體AMPK和mTOR表達(dá)水平密切相關(guān)。虹鱒[46]和團(tuán)頭魴[47]攝食富含脂質(zhì)的飼料后mTOR的表達(dá)增加并抑制食欲。在花鱸(Lateolabrax japonicas)中，下丘腦mTOR 的激活調(diào)節(jié)pomc和npy的表達(dá)[48]。本研究中，鱖腦室注射葡萄糖后下丘腦抑制食欲基因cart(3 h)基因表達(dá)顯著升高，表明mTOR 的激活可能通過(guò)調(diào)控食欲基因來(lái)調(diào)控鱖的食欲，最終影響攝食。因此，腦室注射葡萄糖可能通過(guò)激活下丘腦mTOR 調(diào)控食欲神經(jīng)肽表達(dá)進(jìn)而抑制鱖攝食。

肝臟是動(dòng)物機(jī)體中間代謝調(diào)控的重要組織器官，在魚(yú)類糖代謝過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。糖酵解是糖代謝過(guò)程的重要途徑，己糖激酶(HK)是糖酵解途徑中的第一個(gè)限速酶，能催化葡萄糖磷酸化產(chǎn)生葡萄糖-6-磷酸，HK-Ⅳ也被稱作葡萄糖激酶(GK)。磷酸果糖激酶(PFK)能催化果糖-6-磷酸形成果糖-1,6-二磷酸，進(jìn)而由丙酮酸激酶(PK)最終催化合成丙酮酸作為其他反應(yīng)的底物。在水產(chǎn)動(dòng)物中，高糖飼料顯著誘導(dǎo)大口黑鱸和金頭鯛(Sparus aurata)等魚(yú)類肝臟糖酵解相關(guān)基因(GK、PK和PFK)的表達(dá)和酶活性[18]。腹腔注射和灌喂葡萄糖后，牙鲆(Paralichthys olivaceus)肝臟GK和PK 活性分別在5 h 和7 h 顯著升高[49]。本研究中，腦室注射葡萄糖顯著提高鱖肝臟gk(6 h)和pk(3 h)的基因表達(dá)量，表明促進(jìn)了機(jī)體糖酵解過(guò)程。肝臟AMPK基因表達(dá)量在腦室注射葡萄糖后3 h 顯著增高，表明鱖通過(guò)促進(jìn)AMPK的表達(dá)抑制合成代謝。因此，腦室注射葡萄糖對(duì)鱖肝臟合成代謝的抑制和糖酵解過(guò)程的顯著增強(qiáng)，表明腦室葡萄糖水平的升高可以通過(guò)促進(jìn)肝臟的糖酵解為機(jī)體供能，進(jìn)而影響機(jī)體代謝過(guò)程。

綜上所述，腦室注射葡萄糖顯著抑制鱖攝食量，這一食欲抑制是通過(guò)促進(jìn)下丘腦抑食欲基因cart(3 h)的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。高糖注射顯著誘導(dǎo)下丘腦gk(6 h)的基因表達(dá)，表明鱖下丘腦gk對(duì)腦室葡萄糖水平做出響應(yīng)，其可能存在葡萄糖感知系統(tǒng)。下丘腦gk的激活可能通過(guò)調(diào)控mTOR的激活發(fā)揮食欲基因的調(diào)控作用。另外，腦室注射葡萄糖，對(duì)肝臟mTOR和糖酵解關(guān)鍵基因進(jìn)行了調(diào)控，抑制合成代謝并促進(jìn)糖酵解過(guò)程為機(jī)體供能進(jìn)而影響機(jī)體代謝過(guò)程。本研究首次確認(rèn)了鱖下丘腦gk 對(duì)腦室葡萄糖的感知響應(yīng)，表明其下丘腦可能存在葡萄糖感知系統(tǒng)，為鱖對(duì)飼料糖的高效利用和食欲調(diào)控研究提供了理論依據(jù)。

（作者聲明本文無(wú)實(shí)際或潛在的利益沖突）