糖类是机体重要的非蛋白能量物质,由于其来源丰富、价格低廉而广泛应用于水产饲料中。尽管适量提高饲料中糖类水平可以发挥节约蛋白质的效应,但是长期摄食过量糖类能够引起养殖鱼类脂肪代谢紊乱,增加脂肪过度累积的风险。目前,关于降低鱼类脂肪过度累积的调控研究引起研究者的关注,调控鱼类脂分解代谢是否能够缓解高糖饲料引起的不良效应尚不清楚。过氧化物体增殖激活受体α（PPARα）是配体依赖性核激素受体,在调控脂肪分解代谢中发挥重要调控作用;然而其在鱼类糖脂代谢稳态中的调控作用尚不清楚。因此,阐明PPARα在鱼类营养代谢中的功能及调控机制显得尤为重要。本研究以尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）为研究对象,采用同位素标记营养素示踪、生理生化和分子生物学、蛋白质印迹和代谢组学分析等技术手段,较为系统地研究了PPARα对尼罗罗非鱼糖脂利用与抗菌免疫中的基本功能,及其调控糖脂代谢稳态的生化与分子机制。本文首先利用PPARα激活剂吉非罗齐（Gemfibrozil）和非诺贝特（Fenofibrate）处理尼罗罗非鱼,确认PPARα能够被外源性激活剂有效激活,并阐述了PPARα激活具有改善罗非鱼糖脂代谢和抗菌免疫能力的作用。其次,为进一步探究PPARα对尼罗罗非鱼糖脂能量代谢的调控机制,本文更深入地研究了PPARα激活对尼罗罗非鱼耗氧率、胞内氧及低氧诱导因子的调控,以及对胰岛素信号通路和葡萄糖氧化磷酸化调控的研究。本论文的主要研究结果和结论如下:1.PPARα激活对尼罗罗非鱼脂分解代谢和高糖饲料耐受能力的影响PPARα作为糖脂代谢稳态维持中发挥重要调控作用的核转录因子,在哺乳动物中得到广泛的研究。然而,有关鱼类PPARα对糖脂代谢影响的研究却十分有限。为了探究PPARα激活对糖脂代谢稳态的影响,本工作将初始体重为（3.03±0.11 g）的尼罗罗非鱼,随机分成3组,分别投喂对照组（Control,30%玉米淀粉）,高糖组（HCD,45%玉米淀粉）和高糖补充吉非罗齐组（HCG,45%玉米淀粉+200 mg/kg gemfibrozil）三组等氮等脂饲料,进行为期8周的养殖实验。结果显示:吉非罗齐显著上调PPARαmRNA和蛋白表达水平,并显著下调其蛋白磷酸化水平,表明外源性激活剂能够通过去磷酸化作用有效激活罗非鱼PPARα。PPARα激活后显著降低了摄入高糖饲料尼罗罗非鱼肝体比、腹脂率和全鱼脂肪含量;此外,肝脏组织中的糖原和甘油三酯含量均显著下降。与此相反,肝脏组织中乳酸含量则显著升高。血清生化指标显示,PPARα激活后,摄入高糖饲料的尼罗罗非鱼血糖和乳酸水平显著下降,而血清甘油三酯、游离脂肪酸和丙二醛水平则显著下降;此外,PPARα激活后血清中谷草转氨酶（AST）活性显著降低,而超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性均显著升高。荧光定量PCR结果显示,当PPARα激活后,肝脏组织糖酵解相关基因（GK、PFK和PK）的表达水平显著上调,而糖异生相关基因的表达则无显著性变化;此外,PPARα激活还显著上调了肝脏和脂肪组织脂肪分解相关基因的表达,并且提高抗氧化和抗炎能力。综上所述:1)PPARα激活可以促进摄食高糖饲料尼罗罗非鱼的脂肪分解代谢,从而缓解高糖引起的不良效应;2)PPARα激活可能通过促脂解改变尼罗罗非鱼的糖脂能量代谢模式。2.PPARα激活对尼罗罗非鱼脂肪分解代谢和抗菌免疫能力的影响PPARα在哺乳动物能量代谢、抗氧化和免疫反应中发挥重要调控作用,然而这些功能在鱼类中还没有被证实。为证明PPARα激活可能也会通过调控能量代谢改善鱼类的健康,本研究以尼罗罗非鱼为研究对象,饲喂PPARα激活剂6周后进行嗜水气单胞菌感染实验,探讨PPARα在机体抗致病菌感染中的作用。结果显示:PPARα激活后显著提高线粒体脂肪酸β-氧化效率、线粒体DNA拷贝数和线粒体标志基因MAO的表达水平。同时,PPARα激活还显著提高线粒体呼吸链关键酶基因表达水平。此外,PPARα激活显著提高了尼罗罗非鱼感染嗜水气单胞菌后的存活率;PPARα激活的尼罗罗非鱼免疫和抗氧化能力显著提高,抗炎标志物基因表达也显著提高。本研究结果表明,PPARα激活可能通过提高线粒体依赖性能量供应提高尼罗罗非鱼免疫、抗氧化和抑炎水平,进而提高机体抗嗜水气单胞菌感染能力。以上两个部分的研究表明PPARα可以在尼罗罗非鱼中被外源性配体激活,并通过加强脂分解效能,调控能量代谢,从而提高罗非鱼对于饲料糖脂的利用与抗菌免疫能力,值得进一步深入研究。3.PPARα激活对尼罗罗非鱼葡萄糖无氧酵解的调控作用本论文前期工作发现PPARα激活可以提高尼罗罗非鱼的葡萄糖无氧酵解活性,并改善高糖饲料对罗非鱼产生的负面效应。为更深入探讨此代谢机制,本部分工作对初始体重为（12.42±1.80 g）的尼罗罗非鱼分别投喂对照组饲料（Ctrl）和Fenofibrate组饲料（FB）4周,研究PPARα在被Fenofibrate激活状态下对葡萄糖无氧酵解的调控。研究结果显示:Fenofibrate显著上调尼罗罗非鱼肝脏PPARαmRNA和蛋白的表达,并显著下调其蛋白磷酸化水平。PPARα激活后,血清中丙酮酸和乳酸、肝脏组织中乳酸含量均显著升高;此外,肝脏糖酵解途径和磷酸戊糖途径中关键酶的基因表达也显著上调,而糖异生途径关键酶的基因表达则无显著性变化。我们对乳酸生成途径的检测结果发现,PPARα激活显著提高了肝脏乳酸脱氢酶（LDH）的活性;此外,肝脏乳酸脱氢酶A（LDHA）的mRNA和蛋白表达水平均显著上调。¹⁴C标记乳酸示踪实验结果显示,PPARα激活后,¹⁴C标记乳酸氧化分解释放放射性标记CO₂的量显著增加;此外,全鱼放射性保留量,全鱼糖原和总脂放射性则显著下降,而全鱼总蛋白放射性则无显著性变化。值得注意的是,代谢组学分析也发现,PPARα激活后肝脏组织糖酵解途径和磷酸戊糖途径中间代谢产物显著增加,而脂肪代谢中间产物则显著降低。综上所述,本部分研究结果表明,PPARα激活提高尼罗罗非鱼葡萄糖无氧酵解和乳酸的生成水平;同时,PPARα激活也可能提高了机体对乳酸的清除能力。本部分确认,PPARα激活的确可以有效地激活糖酵解生化过程。4.PPARα激活对尼罗罗非鱼胞内氧水平和低氧诱导因子表达的影响在明确了PPARα激活能够提高尼罗罗非鱼葡萄糖无氧酵解和乳酸生成后,为了更深入的探讨PPARα激活导致尼罗罗非鱼葡萄糖无氧酵解增强的调控机制,本研究重点探讨了PPARα激活对胞内氧和低氧诱导因子的影响。本实验使用120尾初始体重为12.42±1.80 g的尼罗罗非鱼,随机分成对照组（Ctrl）和Fenofibrate处理组（FB）,进行为期4周的养殖试验。结果显示:Fenofibrate激活PPARα显著降低血清和肝脏中甘油三酯含量;肝体比、腹脂率和全鱼总脂含量均显著下降。同时,PPARα激活也显著提高肝脏线粒体脂肪酸β-氧化效率。此外,Fenofibrate激活PPARα显著提高了尼罗罗非鱼机体的呼吸率;对原代培养肝细胞胞内氧监测发现,PPARα激活显著降低了胞内氧水平。进一步对低氧诱导因子的测定发现,PPARα激活显著上调了肝脏组织HIF1α和HIF3α的mRNA和蛋白表达水平。综上所述,本部分工作表明:PPARα通过降低尼罗罗非鱼胞内氧和激活低氧诱导因子的表达增强机体葡萄糖无氧酵解途径。5.PPARα激活对尼罗罗非鱼葡萄糖氧化磷酸化及其信号通路的调控作用在证实PPARα对葡萄糖无氧酵解过程的调控机制后,本工作又进一步探索了PPARα对罗非鱼葡萄糖氧化磷酸化过程的调控机制。本部分工作采用PPARα激活剂Fenofibrate处理尼罗罗非鱼,进行为期4周的养殖。结果显示:PPARα激活后,尼罗罗非鱼血糖和胰岛素水平显著升高,而肝糖原含量则显著下降;糖耐受实验发现,PPARα激活的尼罗罗非鱼糖耐受能力显著下降。我们对尼罗罗非鱼腹腔注射¹⁴C标记葡萄糖进行代谢示踪,结果发现PPARα激活显著降低葡萄糖的氧化分解率,而鱼体内放射性保留量则显著升高;此外,PPARα激活显著降低了全鱼总脂肪的放射性保留量,而对全鱼糖原和总蛋白放射性保留量无显著性影响。我们对胰岛素信号通路和葡萄糖氧化分解的研究发现,Fenofibrate激活PPARα显著降低了Akt的磷酸化水平,同时显著上调了抑制Akt磷酸化的关键因子TRIB2的基因和蛋白表达水平。此外,Fenofibrate激活PPARα显著上调肝脏组织PDK2和PDK4 mRNA表达水平;与此相反,PDHE1αmRNA表达水平则显著下降。Western blot结果显示:Fenofibrate激活PPARα显著上调肝脏组织PDK2和PDK4的蛋白表达水平,而PDHE1α总蛋白表达水平显著下降;然而,PDHE1αS293位点的磷酸化水平则显著升高。值得注意的是,在肌肉组织中,Fenofibrate激活PPARα对PDK2、PDK4和PDHE1α基因及蛋白表达均无显著影响。综上所述,本部分工作表明:1)PPARα通过激活TRIB2抑制Akt的磷酸化水平阻碍胰岛素信号通路;2)PPARα激活通过调控PDK2/PDK4-PDHE1α轴降低尼罗罗非鱼对葡萄糖的氧化磷酸化。综上所述,尼罗罗非鱼PPARα可以被外源性激活剂有效激活,并通过增强脂分解效能和调控能量代谢提高罗非鱼对饲料糖脂的利用和抗菌免疫能力;此外,PPARα通过增强脂肪分解效能和调控TRIB2/Akt-PDK/PDHE1α信号通路改变糖代谢模式,进而维持糖脂代谢稳态。