锌是脊椎动物必需的微量元素,参与了鱼类大量的生命运动。锌的过量或缺乏都会导致鱼体发生病变,因此保持鱼体内的锌稳态至关重要。研究表明,鱼类对锌的吸收存在两种途径,即通过鳃从水体中吸收或通过肠道从食物中吸收。在这些过程中,锌转运体ZIP家族扮演了重要的作用。目前的研究主要聚焦在锌对鱼体生长性能,组织结构的影响以及对一些生理生化过程如氧化应激,脂肪代谢等的作用,甚少有研究集中在锌转运体ZIP家族的转录调控或不同价态的锌,如纳米氧化锌,探究其吸收途径以及对脂代谢的作用机制。本文以黄颡鱼作为研究对象,研究了锌转运体ZIP家族的转录调控机制及纳米氧化锌的吸收和对脂肪代谢的影响机制。主要结果如下:1.黄颡鱼ZIP家族关键基因的分子特征和表达分析采用RT-PCR与RACE技术,从黄颡鱼中获得了10个锌转运基因ZIP1,ZIP3,ZIP6,ZIP7,ZIP8,ZIP9,ZIP10,ZIP11,ZIP13和ZIP14的全长cDNA。随后通过对其cDNA序列和蛋白序列的分子生物学基本特征分析发现,这些锌转运基因碱基序列全长为1070bp～3420bp,ORF为864bp～2685bp,编码287bp～894bp的氨基酸。结构域分析表明,所有这些锌转运基因推定的蛋白质与哺乳动物具有相似的结构域。基于推定的氨基酸序列的系统进化树进一步验证了这些基因,推断了它们的进化关系。进化树结果表明在每个ZIP分支中,黄颡鱼与其他硬骨鱼聚在一起形成一个独特的分支,但与哺乳动物分离。在9个测试组织中检测到10个ZIP基因的mRNA表达,发现它们在这些组织中的表达存在差异。组织表达的差异表明各个锌转运基因的独特性,为后续单独研究其转录调控提供了理论支持。2.黄颡鱼锌转运体ZIP家族的转录调控ZIP3和ZIP8在许多组织中广泛表达,并参与机体许多细胞获取锌的过程。然而,ZIP3和ZIP8在组织分布、表达、亚细胞定位和调控等方面存在许多差异。这些差异对它们维持体内锌平衡的功能具有重要意义。本研究克隆获得了ZIP3长度为2027bp的启动子序列和ZIP8长度为1664bp的启动子序列,并预测了其启动子上的几个关键元件,如CREB、KLF4、MTF-1和RREB1等的结合位点。在不同的缺失质粒中,ZIP3和ZIP8启动子的荧光素酶活性随锌浓度的变化而变化。位点突变和EMSA发现,ZIP3启动子上1327bp/1343bp的MTF-1结合位点、248bp/267bp的RREB1结合位点和ZIP8启动子上1543bp/1557bp的MTF-1结合位点是功能位点。我们的结果表明,低锌增加了MTF-1与其ZIP3启动子上应答位点的结合能力,高锌增加了RREB1对ZIP3的转录激活;锌还促进了MTF-1与其在ZIP8启动子上的响应元件之间的结合能力。本研究首次为ZIP3上的MTF-1和RREB1以及ZIP8上的MTF-1对Zn的响应提供了直接证据,这对评估脊椎动物Zn的营养和毒性非常重要。3.饲料纳米氧化锌的吸收模式及其对脂代谢的影响机制探讨黄颡鱼吸收纳米氧化锌的机制及其对肠道脂质代谢的影响。试验结果表明,饲粮中100mg/kg纳米氧化锌（H-Zn组）显著提高了黄颡鱼肠道锌含量。H-Zn组ZIP6、ZIP10 mRNA表达量显著高于对照组。H-Zn组ZIP1、ZIP14 mRNA表达量低于0mg/kg组（对照组）和50mg/kg组（L-Zn组）,ZIP4 mRNA表达量高于L-Zn组和H-Zn组。Eps15、Dynamin1、Dynamin2、Caveolin1和Caveolin2 mRNA随着饲料中纳米氧化锌的添加表达水平呈下降趋势。同时,H-Zn组的Dynamin1蛋白表达水平显著降低。当添加纳米氧化锌达到100mg/kg时,TG含量显著提高。H-Zn组6PGD酶活性显著高于对照组。随着纳米氧化锌添加量的增加,G6PD和ICDH酶活性呈上升趋势;6PGD、FAS、ATGL和SREBP1的mRNA表达量均升高。H-Zn组MTF-1蛋白表达水平显著高于L-Zn组和对照组。FXR的mRNA表达量在L-Zn组和H-Zn组均显著低于对照组。饲料中纳米氧化锌的添加使SHP mRNA表达量显著降低,WB结果显示,H-Zn组SHP蛋白表达量显著高于L-Zn组和对照组。体外研究发现,纳米氧化锌可以通过内吞作用进入细胞,而Zn2+的吸收依赖于ZIP途径。纳米氧化锌的脂肪生成作用主要由纳米颗粒而非无机形式引起,可能与MTF-1和FXR调控的关键基因SHP有关。