胆碱通过促进肌纤维肥大和线粒体功能改善亚成年草鱼肌肉生长的分子机制研究

推荐：本研究针对水产养殖中草鱼肌肉品质提升的需求，探讨了胆碱对亚成年草鱼(Ctenopharyngodon idella)肌纤维发育的影响。通过梯度胆碱饲料喂养实验，发现1024.9-1373.2 mg/kg胆碱显著促进肌纤维肥大，上调MyoG/MyoD等肌生成调节因子，激活IGF1/PI3K/AKT通路，并通过调控线粒体质量控制(OPA1/DRP1等)改善能量代谢。研究首次揭示了胆碱促进鱼类肌肉生长的双重机制，为优化饲料配方提供了理论依据。

　　

随着水产养殖业快速发展，草鱼作为我国主要淡水养殖品种，其肉质提升成为产业焦点。肌肉品质与肌纤维发育密切相关，而胆碱作为必需营养素，其代谢产物磷脂酰胆碱(PC)是生物膜重要组分。前期研究发现胆碱能提高幼龄草鱼肌肉剪切力，但其对肌纤维生长的调控机制尚属空白。同时，线粒体作为能量工厂，其形态功能与肌纤维发育存在何种关联？这些问题亟待解答。

四川农业大学动物营养研究所Qingrui Li团队在《Animal Nutrition》发表研究，通过设计6组胆碱梯度饲料(154.0-1722.8 mg/kg)喂养450尾亚成年草鱼56天，结合组织学分析、qPCR、Western blot和透射电镜等技术，系统阐明了胆碱促进肌肉生长的分子机制。

主要技术方法包括：1) 建立亚成年草鱼胆碱缺乏模型并进行56天喂养实验；2) 肌肉理化性质测定(硬度、蒸煮损失等)；3) 肌纤维直径分布统计和融合系数计算；4) 线粒体超微结构观察(TEM)；5) 关键基因(MyoD/MYHC等)和蛋白(NDUFV1/ATP5A1等)表达检测；6) ATP和活性氧(ROS)含量测定。

胆碱促进生长并改善肉质

研究发现1024.9 mg/kg胆碱组增重率(PWG)最高(131.12%)，较缺乏组提高57.6%。肌肉硬度提升83.9%，蒸煮损失降低16.1%，这与肌纤维直径>100μm比例增加和融合系数升高直接相关。

调控肌纤维发育关键通路

H&E染色显示胆碱显著增加大直径肌纤维比例。分子机制上：1) 上调MyoG(4.1倍)、MyoD(3.8倍)等肌生成调节因子；2) 激活IGF1/PI3K/AKT/TOR通路，p-AKT蛋白增加2.3倍；3) 通过磷酸化FoxO3a抑制MuRF1表达(降低41.2%)，减少蛋白降解。

维持线粒体稳态机制

透射电镜发现胆碱缺乏导致线粒体空泡化和嵴断裂。功能上：1) 提升ATP含量67.5%，降低ROS 38.2%；2) 增加复合体I(NDUFV1)和V(ATP5A1)蛋白表达；3) 通过上调OPA1(3.2倍)/MFN1(2.8倍)促进融合，抑制DRP1(62%)/PINK(55%)减少分裂，协调线粒体质量控制。

研究首次揭示胆碱通过"肌生成调节-蛋白代谢-能量供应"三重机制促进鱼类肌肉生长：一方面通过MRFs家族和IGF1/PI3K/AKT通路协同促进肌纤维肥大；另一方面通过PC合成维持线粒体膜稳定性，调控OPA1/DRP1平衡保障能量供应。基于PWG和ATP含量的胆碱需求分别为951.2和1084.9 mg/kg，较幼鱼有所降低，反映不同生长阶段的营养需求差异。

该研究为水产饲料精准配方提供了重要参数，其揭示的"胆碱-线粒体-肌纤维"调控网络为人类肌肉疾病研究提供了新思路。特别是发现胆碱可通过PC代谢影响线粒体动力学，这一发现可能拓展至哺乳动物代谢性疾病研究领域。研究团队建议在实际养殖中采用1000-1100 mg/kg胆碱添加量，既可满足生长需求，又能优化肌肉品质，具有显著的经济效益和应用前景。