黄超勇，张海波，张进明，黎力之，廖晓鹏，袁 安，关玮琨*，郭冬生*

（1.宜春学院生命科学与资源环境学院，江西省高等学校硒农业工程技术研究中心，宜春学院继续教育学院，江西宜春 336000；2.江西省养蜂研究所，江西宜春 336000）

二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid，DHA）含22 个碳原子和6 个双键，因其第1 个双键位于甲基末端起第3 个碳原子上，属于n-3 系列多不饱和脂肪酸[1]。DHA 可以促进动物胰高血糖素样肽1（Glucagon-likr Prptide-1，GLP-1）合成释放，一方面激活磷酸腺苷激活蛋白激酶（AMP-activated Protein Kinase，AMPK）通路，降低乙酰辅酶A 羧化酶（Acetyl CoA Carboxylase，ACC）、脂肪酸合成酶（Fatty Acid Synthetase，FAS）、硬脂酰辅酶A 去饱和酶-1（Stearly Coenzymea Desatu rase-1，SCD-1）等脂肪合成酶活性，减少脂肪沉积[2]；另一方面还可上调脂解酶表达水平，抑制载脂蛋白合成，加速清除血浆中甘油三酯（Triglyceride，TG），促进脂肪分解[3-4]。此外，DHA 通过阻碍蛋白激酶B（Protein Kinase B，PKB/Akt）磷酸化，抑制磷脂酰肌醇-3 激酶（Phosphatidylinositol 3-Kinase and Protein Kinase B，PI3K-Akt）信号通路，阻碍核因子-кB 抑制蛋白α（Inhibitor-αof Nuclear Transcription FactorκB，IκBα）及IкK（Inhibitor Kappa kinase，IкK）磷酸化过程，调节核因子κB（Nuclear Factor Kappa-B，NF-κB）通路，降低下游肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α）分泌，抑制锚定于脂滴表面的生理屏障Penlipin 蛋白表达，阻碍脂肪细胞分化，调控脂代谢[5-7]。且DHA 通过抑制NF-κB 活性，降低COX-2基因及黏附分子表达水平，减少细胞膜磷脂质中花生四烯酸和二十烷类物质等促炎因子表达，调节动物生理状态，促进脂肪代谢[8]。目前，较缺乏DHA 通过调控AMPK 和NF-кB 通路来影响动物脂代谢方面的系统综述。本文就DHA 对动物脂代谢调节机制和其在畜牧生产中的研究现状进行阐述，以期为DHA 在畜禽生产中的应用提供理论依据。

1 DHA 概述

1.1 DHA 来源与合成 DHA 主要由海洋细菌和微藻合成，通过水生食物链，在海洋鱼类脂质中积累[9]。DHA 产生菌包括从极地地区和深海中分离出的嗜冷菌和嗜压菌，也有从河口和浅海中分离的中温菌，主要是革兰氏阴性菌，如希瓦氏菌、莫拉克斯氏菌和科尔韦尔氏菌等[10]。而在商业生产中，隐甲藻、裂殖壶菌和金棘藻等微藻已成为获得DHA 的主要来源[11-13]。在DHA 的生物合成途径中，α-亚麻酸在Δ6 去饱和酶作用下形成十八碳四烯酸，再由延伸酶5 延伸形成二十碳四烯酸，在Δ5 去饱和酶作用下形成二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic Acid，EPA），EPA 经延伸酶5 和延伸酶2 作用形成二十二碳五烯酸（Docosapentaenoic Acid，DPA），DPA 在延伸酶2 作用下得到二十四碳五烯酸，经Δ6 去饱和酶作用形成二十四碳六烯酸，最后在过氧化物酶作用下β-氧化形成DHA[14-15]。

1.2 DHA 功能 DHA 不仅能参与机体免疫，抗氧化损伤，还对调控机体能量代谢具有重要作用[16]。研究发现，DHA 通过激活Akt 信号通路，抑制白细胞介素1（Interleukin 1，IL-1）、TNF-α、NF-кB 等炎性因子，从而发挥促进机体免疫的作用[17]。Flaga 等[18]分别以0、9、18、27 g/d DHA-RA（DHA 海藻）饲喂犊牛14 d 后，发现随饲粮中DHA 添加水平的提高，IL-1 含量显著降低，TNF-αmRNA、NF-кBp65mRNA 表达水平呈线性下降。Geng 等[19]用DHA 处理小鼠初级小胶质细胞后，发现超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活性显著提高，细胞中血红素氧合酶1 水平显著上升，机体内抗氧化基因表达上调，动物抗氧化损伤作用增强。研究表明，对创伤性脑损伤大鼠给予DHA 治疗，其皮质丙二醛含量、谷胱甘肽过氧化酶活性、SOD 活性恢复，血红素加氧酶活性提高，核因子E2 相关因子2 表达上调，缓解机体氧化应激[20]。DHA 还可通过抑制氧化固醇与肝X 受体（Liverxreceptorα，LXRα）结合，降低胆固醇调节元件结合蛋白（Sterol Regulstory Elementbinding Protein，SREBP）转录水平，下调ACC、FAS、SCD-1等基因表达调控脂代谢[21-22]。以LXRα激动剂处理小鼠原代肝细胞后，较对照组相比，SREBP-1、FAS、ACC基因表达水平显著上调，后以DHA 处理该细胞24 h，SREBP-1、FAS、ACC水平均显著降低[23]。

2 DHA 通过AMPK 和NF-кB 通路调控动物脂代谢

2.1 DHA 介导AMPK 信号通路调控脂代谢 DHA通过激活GPR120 促进GLP-1 合成释放，同时上调AMPK、PPARα表达，抑制脂肪合成，促进脂解。研究发现，给予小鼠0.10 mL 500 μg/kg DHA 后，结肠中G蛋白偶联受体120（G-protein Coupled Receptor 120，GPR120）表达水平提高，GLP-1 分泌量显著升高[24]。GLP-1 具有降低血浆中三酰甘油脂蛋白-载脂蛋白B-48浓度，激活脂解酶并抑制载脂蛋白合成，加速TG 清除及脂肪降解。GLP-1 可激活AMPK，抑制ACC 磷酸化，促进成熟脂肪细胞降解[25]。Morishita 等[26]试验发现，雄性小鼠腹腔注射60 nmol/100 μL DHA 5 min 后，血浆中GLP-1 浓度显著提高，15 min 后DHA 组GLP-1浓度达到峰值21.60 nmol/100 μL，较对照组提高13.30 nmol/100 μL；结肠中GLP-1 浓度的上升伴随小鼠脂肪细胞对胰岛素敏感性增强，基础胰岛素同比增长0.88 pmol/（kg·min），肝脏中AMPK、PPARα表达水平显著提高，脂解增强，脂肪含量降低。另外，利用0、0.15、0.30、0.45 mmol/L DHA 处理牛肝细胞后，随DHA 浓度增高，在AMPK 上游通路中，肝脏激酶B1（Liver Kinase B1，LKB1）表达水平提高，AMPKα活性显著增强[27]。对肥胖胰岛素抵抗小鼠补充DHA 后可恢复PPARα-AMPK-LKB1 水平，且在DHA 与抗氧化剂羟基酪氨酸联合饲喂时完全恢复，同时，AMPK 磷酸化的增加导致ACC 抑制和丙二酰辅酶A（Malonyl-CoA，MCA）耗竭，机体脂肪合成降低[28]。

在AMPK 下游通路中，AMPKα磷酸化可降低SREBP-1 和碳水化合物反应元件结合蛋白转录水平，下调FAS、ACC及硬脂酰辅酶A 去饱和酶（Stearoyl Coenzyme A Desaturase，SCD-1）基因表达，减少脂肪合成[29]。研究发现，经DHA 处理小鼠原代肝细胞12 h后，在AMPK 下游通路中，SREBP-1 前体蛋白水平降低，FAS、ACC、SCD-1表达显著下调[30]。利用DHA 微藻粉（含DHA 10.3%）饲喂肉仔鸡1 周后，DHA 处理组日增重提高13.13%，耗料增重比降低14.08%；饲喂2 周后，DHA 处理组较对照组血液中ACCmRNA 表达量降低68.63%，停饲DHA 1 周后，处理组中ACCmRNA表达量降低38.24%[31]。总 之，在DHA 调 控AMPK 通路中，一方面，DHA 通过激活GPR120 提高GLP-1 合成释放，促进AMPKα磷酸化，抑制动物机体内ACC、FAS、SCD-1 等多种脂肪合成酶的活性；同时，提高GLP-1 水平可促进PPARα、过氧化物酶酰基辅酶A 氧化酶2 和长链脂酰辅酶A 脱氢酶等mRNA 表达，加速脂肪氧化分解。另一方面，随DHA 摄入增加，LKB1 活性提高，增强AMPKα活性，抑制ACC，促进MCA 损耗，抑制脂肪合成，调控脂代谢（图1）。

图1 DHA 介导AMPK 信号通路调节动物脂代谢

2.2 DHA介导NF-κB通路调控脂代谢DHA一方面阻碍Akt 磷酸化，抑制PI3K-Akt 信号通路，使NF-κB p65mRNA 表达下调，减弱NF-κB 通路活性。研究发现，以40 μmol DHA 处理大鼠脑星型胶质细胞0～10 min 后，Akt 磷酸化水平逐渐减弱，表明DHA 可显著阻碍Akt激酶磷酸化[32]。对LPS 刺激后的仔猪饲喂100 mg/kg含5% DHA 鱼油4 h 后，腓肠肌肌肉中Akt 和FOXO1蛋白质磷酸化及丰度显著降低，NF-κB p65mRNA 表达水平下降，NF-κB 通路活性减弱，其下游TNF-α分泌减少，仔猪肌肉中蛋白质浓度增高，腓肠肌肌肉萎缩恢复[33]。另一方面，DHA 还可抑制IκK 活性，使NF-κB活化关键因子IκBα磷酸化受阻，阻碍NF-κB 通路激活。利用含25 μmol/L DHA 的5% 胎牛血清培养基培养小胶质细胞24 h 后，DHA 处理组TLR4 表达水平增高，IκK 磷酸化受抑制，IκBα表达水平下降，显著降低NF-κB 通路下游TNF-α、IL-6 释放量[37]。沈云海等[34]利用DHA 干预大鼠肝脏中NF-κB 通路及其下游细胞因子TNF-α的mRNA 表达水平发现，TNF-α含量较对照组下降26.92%。TNF-α分泌量降低可以下调同源异形盒基因Msx2 表达，使Wnt/β-catenin 信号通路活性降低，作为脂肪酸转运蛋白和脂肪酸转运酶基因的关键因子——过氧化物酶体增殖物激活受体γ（Peroxisome Proliferator-activated Receptorγ，PPARγ）表达上调，加快细胞对脂肪酸摄取利用，促进脂解[35]。且TNF-α水平下降还可下调SREBP-1表达，降低FAS 分泌量，抑制脂质合成[36]。

此外，NF-κB 通路活性下降常伴随其下游COX-2基因表达水平降低，抑制花生四烯酸代谢，减少细胞膜磷脂质中花生四烯酸和二十烷类物质等促炎因子表达，降低脂肪因子（Fasting-induced Adipose Factor，Fiaf）分泌量，阻碍脂蛋白脂肪酶（Lipoprotein Lipase，LPL）抑制因子合成，促进脂肪降解[38]。研究发现，分别以0、10、40 μmol/L DHA 处理雄性大鼠，发现脑血管生成素-2、内皮生长因子表达显著下调，抑制COX-2表达，并随DHA 添加量增大，COX-2 蛋白分泌量逐渐降低[39]。Leyre 等[40]发现，利用富含DHA 的鱼油以5 g/d 饲喂大鼠24 d 后，LPL 活性显著提高，机体脂沉积向氧化转变，脂肪含量降低。综上所述，DHA 通过阻碍Akt 和IκBα磷酸化，抑制NF-κB 通路活性，下调其下游细胞因子TNF-α表达水平，不仅可以通过下调Msx2表达来抑制Wnt/β-catenin 通路，促进PPARγ表达，加速脂解，还具有下调SREBP-1表达、降低FAS 分泌量、抑制脂肪合成的作用。NF-κB 通路活性下降还可降低COX-2基因表达，减少Fiaf 分泌，抑制LPL 抑制因子合成，促进脂肪降解，调节动物机体脂代谢（图2）。

图2 DHA 介导NF-кB 信号通路调节动物脂代谢

3 DHA 在畜牧生产中的应用

DHA 在畜牧生产实践中发挥着重要作用，具体应用见表1。

表1 DHA 在畜牧生产实践中的应用

3.1 畜禽动物 在饲粮中添加DHA 可激活葡萄糖转运基因，促进肠道对葡萄糖的消化吸收，提高机体多种代谢酶活性，加速仔猪生长，降低体脂率，还可提高肉鸡饲料利用率，并能改善反刍动物精液产量和质量，增强种畜繁殖性能。Gabler 等[41]发现，在妊娠母猪日粮中添加160 mg/d DHA 后，母猪所产仔猪的葡萄糖转运基因SGLT1、GLUT2表达上调，仔猪空肠内外葡萄糖含量约增加4 倍，显著促进肌糖原合成水平，提高断奶仔猪日增重。仔猪饲喂添加富含 DHA 日粮后，显著增加了血浆中天门冬酰胺、谷氨酰胺、β-丙氨酸等氨基酸浓度，脑、肝脏中三磷酸鸟苷环化水解酶、还原性辅酶Ⅱ和四氢生物蝶呤等活性均显著增强，可调节仔猪肝脏、肌肉和血浆中氨基酸组成，加快机体代谢，提高仔猪生长速率[42]。利用152.6 g/kg DHA 饲喂生长猪28 d 后，皮下脂肪及腰部DHA 含量上升，胰岛素样生长因子-1（Insulin-like Growth Factors -1，IGF-1）mRNA 水 平显著提高，促进骨骼肌蛋白形成，促进动物生长[43]。肉鸡饲喂含37 g/kg DHA 饲粮14 d 后，与对照组相比，肉鸡的平均采食量提高251 g，肌肉脂肪含量降低44%，肉鸡平均体重增加319 g，并提高了饲料转化率[44]。此外，利用103 g/kg DHA 饲喂荷斯坦奶牛63 d 后，采精量增加3.04 mL，精子浓度提高0.21×109/mL，精子渐进运动率和活力分别增加4.28%、2.99%，精子异常率下降5.49%，解冻后较对照组精子渐进运动率和活力分别增加4.07%、7.06%，可改善动物繁殖性能[45]。综上可知，DHA 可显著上调机体IGF-1及葡萄糖转运基因SGLT1、GLUT2表达，促进动物对蛋白质及葡萄糖的吸收转化，提高淀粉酶及肠道蛋白酶等多种酶活性，同时影响机体脂肪合成，改善动物生产性能；摄入适量DHA 可改善反刍动物精液产量和质量，增强精子渐进运动及精子活力，降低精子异常率，还可显著恢复解冻后精子活力，并对母畜生殖器官的生长发育、卵子受精率、孵化率及幼龄动物存活率也具有积极作用，增强动物繁殖性能。

3.2 水产动物 在饲粮中添加DHA 可提高水产动物肠道营养吸收和生长性能，并能促进繁殖相关细胞及器官成熟，提高动物繁殖力及幼苗存活率。研究发现，以8、10、12、16、20 g/kg DHA 藻 油（含DHA 50%）饲喂中华鳖稚鳖，随饲料中DHA 水平增加，胃淀粉酶活性显著升高，当饲料DHA 水平为12 g/kg 时，胃淀粉酶活性达到峰值284.80 U/g prot，中华鳖稚鳖增重率达到最大值379%，粗蛋白质消化率最大值为64.8%，较对照组提高16.12%[46]。由此表明，饲粮中添加1.2%DHA 时可显著提高中华鳖稚鳖粗蛋白消化率，促进机体生长发育。利用1.00% DHA 藻粉（含DHA6.5 g/kg）饲喂鲤幼鱼14 d 后，SOD、过氧化氢酶、谷草转氨酶活性均分别提高14.89%、1.19%、1.97%，较对照组增重15.13 g[47]。Sophie 等[48]研究发现，DHA 为鱼类性腺磷酸甘油酯中磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺的重要组分，对鱼类生殖细胞活力及生殖器官发育成熟具有积极作用。研究发现，以14.10 g/kg DHA 饲喂西伯利亚鲟鱼幼苗后，繁殖力增长11.60 g/kg，受精率、孵化率及幼苗存活率分别提高22.65%、10.90%、14.43%[49]。总之，饲粮中添加DHA 可促进水产动物胃淀粉酶、过氧化氢酶、谷草转氨酶等多种酶活性，提高粗蛋白质消化率，加快水产动物生长速率，改善动物生产性能。此外，摄入适量DHA 可提高鱼类性腺磷酸甘油酯含量，促进性腺发育成熟，并对水产动物孵化率及幼苗存活起显著积极作用。

4 小结与展望

DHA 调 控AMPK 和NF-кB通路参与动物机体脂代谢调节：①DHA 通过激活GPR120 提高GLP-1 合成释放，促进AMPKα磷酸化，抑制SREBP-1表达，调控动物机体内ACC、FAS、SCD 等多种脂代谢酶的活性；DHA 还可提高LKB1 活性，上调AMPKα表达，抑制动物机体内ACC 活化，减少脂肪合成；同时，DHA 可提高GLP-1 水平，上调PPARα表达，促进过氧化物酶酰基辅酶A 氧化酶2、长链脂酰辅酶A 脱氢酶等脂肪酸β氧化相关mRNA 表达，加速脂肪氧化分解。②DHA 不仅阻碍Akt 和IκBα磷酸化，还可直接作用于NF-κB 活化关键因子IкBα，使其磷酸化受阻，共同抑制NF-κB 通路，降低下游细胞因子TNF-α表达。TNF-α水平降低一方面可下调Msx2表达，抑制Wnt/β-catenin 通路，促进PPARγ磷酸化，加速脂解；另一方面，还可使SREBP-1表达下调，降低FAS 分泌量，抑制脂肪合成。此外，DHA 抑制NF-κB 通路活性还下调COX-2基因表达，抑制Fiaf 分泌，阻碍LPL 抑制因子合成，促进脂解。目前，DHA 在维护动物机体健康、调控动物机体脂代谢、改善畜禽生产繁殖性能中有重要作用。但对于如何快速稳定合成DHA、DHA 是否参与更多细胞因子调控脂代谢等问题尚未明确，并且DHA在畜牧生产中对改善畜禽生产、繁殖性能的具体应用较少，还需进一步探究。