目前对虾养殖普遍存在饲料系数偏高和抵抗力下降的问题,申请者对虾青素的研究表明①虾青素能显著提高对虾的生长及免疫力和饲料利用率;②对虾对虾青素的消化吸收率高达95%以上,虾青素在对虾肌肉的沉积率却低于25%;③胆固醇能显著提高虾青素在对虾肌肉的沉积;④用非细胞体系研究虾青素的吸收、转运、沉积机制及抗氧化作用机理具有局限性。能否克服水产动物生活环境的特殊性,利用新的技术手段研究虾青素的吸收、转运、沉积机制及作用机理?这些都是很有兴趣且值得研究的问题。本项目通过In vitro肠道细胞模型的建立,①从细胞角度,采用细胞生物学实验手段,结合乳糜微粒及脂蛋白分离纯化技术,研究虾青素的吸收、转运及沉积机制;②从分子角度,采用分子生物学实验手段,结合细胞培养与分子基因表达技术,研究虾青素的抗氧化作用机理;理论上为进一步研究虾青素的代谢调控机制打下基础,实践中为饲料的研制和对虾的投喂机制提供科学依据。
In vitro cell model;astaxanthin;mechanism;cholesterol;regulatory mechanism
本项目严格按照研究计划实施,对照项目合同书规定的内容,完成预订的研究工作,主要工作如下 1. 虾青素作用机理的研究(In vivo实验)在饲料中添加虾青素不仅能够提高斑节对虾的生长效率,还能够提高斑节对虾的免疫能力,最终增强其抵抗低溶氧应激的能力,提高成活率。因此,综合考虑斑节对虾的生长、免疫及抗应激能力,建议斑节对虾饲料中虾青素的添加水平为0.1-0.2%; 2. 外源性营养素调节机制研究(In vivo实验)本项研究在胆固醇添加与否的情况下,比较了虾青素(极性色素)分别和其它两种常用的色素-极性的斑鳌黄素和非极性的β-胡萝卜素在斑节对虾饲料的研究结果;(1)虾青素的消化吸收率高达95%以上,远高于斑鳌黄素的消化吸收率的50%,胆固醇的添加能使斑鳌黄素的吸收率从50%提高到77%;胆固醇的添加能使虾青素在对虾肌肉的沉积率从27%提高到43%,使斑鳌黄素在对虾肌肉的沉积率从23%提高到32%;(2)虾青素和β-胡萝卜素的消化吸收率均高达90%以上;胆固醇的添加能使虾青素在斑节对虾肌肉的沉积率从32%提高到50%,使β-胡萝卜素在斑节对虾肌肉的沉积率从16%提高到20%; 3. 虾青素代谢机制研究(In vitro实验)(1)利用Caco-2细胞的研究结果表明,Caco-2细胞对虾青素的摄取随时间延长而增加直至16小时达到平台期,虾青素在细胞外介质中的含量随时间延长而减少直至16小时达到平台期;(2)体外细胞培养实验表明,胆固醇不会显著大幅度提高肠上皮细胞对虾青素的摄取,这和上述In vivo实验中胆固醇不能提高虾青素的消化吸收率相一致;(3)胆固醇的添加会提高VLDL和LDL中虾青素的含量,而对其它密度脂蛋白中的虾青素含量不会产生显著影响。培育研究生3名,发表SCI学术论文3篇,申请专利1项国家发明专利,完成合同书规定的技术指标。