fat-1トランスジェニックゼブラフィッシュは、高ベジタブルオイル給餌によって誘導される異常な脂質沈着から保護されている

fat-1 transgenic zebrafish are protected from abnormal lipid deposition induced by high-vegetable oil feeding.

• Shouxiang Sun
• Filipe Castro
• Óscar Monroig
• Xiaojuan Cao
• Jian Gao

抄録

植物油、特にn-6多価不飽和脂肪酸（PUFAs）が豊富なものの高濃度の食事は、テレポスト魚の過剰な脂質沈着を含む負の生理学的効果を誘導することができます。線虫のオメガ3デサチュラーゼ（Fat-1）は、n-6 PUFAsをn-3 PUFAsに変換することができるため、脂質沈着を緩和するためにn-6/n-3 PUFAsの比率を低く誘導することができる。本研究では、魚類の脂質代謝における fat-1 の役割を探るために、fat-1 トランスジェニックゼブラフィッシュ（Tg:fat-1）の脂質代謝に対する食事性 n-6 PUFAs の効果を調べた。我々は最初にTg:fat-1ゼブラフィッシュを生成し、大豆油から調製した低脂肪食（LFD）と高脂肪食（HFD）の効果をアッセイした。HFD（HFD-WT）を与えられた野生型ゼブラフィッシュ（WT）は、特に腹腔と肝臓で、増加した肥満と脂質沈着を示した。これらの欠陥は、HFD-Tg：脂肪-1からは存在しなかった。各食事群については、Tg:fat-1はWTと比較して、ほぼすべての肝脂質クラスの有意に減少したレベルを示した。脂質合成関連遺伝子と脂質沈着関連遺伝子の発現レベルは、HFD-WTと比較して、HFD-Tg:fat-1の肝臓で顕著に低かった。一方、脂肪分解関連遺伝子は、HFD-Tg:fat-1で有意に上昇した。次に、LFD-WT、LFD-Tg:fat-1、HFD-WT、およびHFD-Tg:fat-1からの肝臓のミトコンドリアのエネルギー代謝関連遺伝子とATPの内容の発現プロファイルを決定した。その結果、fat-1はn-6 PUFAをn-3 PUFAに内因的に変換することで、高植物油給与による脂質の異常沈着から魚を保護していることが示唆された。重要なポイント： - fat-1 トランスジェニックゼブラフィッシュ（Tg:fat-1）は、内因性に n-6 PUFAs を n-3 PUFAs に変換することができる - Tg:fat-1 は、高野菜油給餌によって誘導される深刻な異常な脂質沈着を回避する - fat-1 トランスジェノシスは、ゼブラフィッシュの脂質代謝とミトコンドリアのエネルギー代謝を効果的に改善した。

High dietary concentration of vegetable oil, particularly those rich in n-6 polyunsaturated fatty acids (PUFAs), can induce negative physiological effects including excessive lipid deposition in teleost fish. Omega-3 desaturase (Fat-1) of Caenorhabditis elegans is able to convert n-6 PUFAs to n-3 PUFAs and thus induces a low n-6/n-3 PUFAs ratio alleviating lipid deposition. In this study, we investigated the effects of dietary n-6 PUFAs on lipid metabolism of fat-1 transgenic zebrafish (Tg:fat-1), to explore the role of fat-1 in fish lipid metabolism. We first generated Tg:fat-1 zebrafish and assayed the effects of a low-fat diet (LFD) and a high-fat diet (HFD) prepared from soybean oil. Wild type zebrafish (WT) fed with HFD (HFD-WT) exhibited increased obesity and lipid deposition, especially in the abdominal cavity and liver. These defects were absent from HFD-Tg:fat-1. For each diet group, Tg:fat-1 exhibited significantly decreased levels of almost all hepatic lipid classes compared with WT. Expression levels of lipid synthesis-related genes and lipid deposition-related genes were markedly lower in the liver of HFD-Tg:fat-1 compared with HFD-WT. In contrast, the steatolysis-related genes significantly upregulated in HFD-Tg:fat-1. Then expression profiles of mitochondrial energy metabolism-related genes and ATP contents in the livers from LFD-WT, LFD-Tg:fat-1, HFD-WT, and HFD-Tg:fat-1 were determined. Our findings suggest that fat-1 protects fish from abnormal lipid deposition induced by high-vegetable oil feeding, through endogenously converting n-6 PUFAs to n-3 PUFAs. KEY POINTS: • fat-1 transgenic zebrafish (Tg:fat-1) can endogenously convert n-6 PUFAs to n-3 PUFAs. • Tg:fat-1 avoid serious abnormal lipid deposition induced by high-vegetable oil feeding. • fat-1 transgenosis effectively improved lipid metabolism and mitochondrial energy metabolism in zebrafish.