激素诱导的性别逆转是水产养殖中大规模生产单性群体的常用技术，但外源激素的不合理使用会对水生动物生理功能产生负面影响。为探究激素对中国长吻鮠（Leiocassis longirostris）的潜在毒性效应，研究人员在该物种孵化后30至60天（dph）期间，以含不同浓度17β-雌二醇（E2）的饲料进行投喂，实验饲料E2浓度分别为50 mg/kg、100 mg/kg和150 mg/kg。结果显示，E2处理抑制了鱼体体重和存活率，并引起肝、肾损伤，损伤程度与E2浓度呈正相关。转录组学与代谢组学分析表明，连续30天摄食含E2饲料会损害肝脏组织代谢功能，扰乱能量代谢、氨基酸代谢及脂质代谢，导致多数氨基酸相关代谢产物下降，多种脂质代谢产物升高，并鉴定出Psma3、Psma4和PGD等关键代谢调控因子。此外，过量摄入E2会破坏肝脏I相代谢通路，尤其是细胞色素P450介导的外源物质与药物代谢途径。本研究系统评估了E2对中国长吻鮠的生理损伤，为未来该物种的单性育种策略提供了重要参考。
研究背景与意义
中国长吻鮠（Leiocassis longirostris）是我国重要的淡水养殖鱼类，2024年产量达51559吨，具有XX/XY性别决定系统，且雌雄生长差异显著，雄鱼生长速度明显快于雌鱼。因此，培育全雄群体可缩短养殖周期、提高单位面积产量并降低生产成本。外源雌激素17β-雌二醇（E2）已被广泛应用于多种鱼类的性别控制，但不合理使用可能导致生长抑制、器官损伤甚至死亡。目前关于E2对中国长吻鮠生理影响的研究尚不充分，本研究旨在系统评估E2对其生长、组织结构和代谢功能的损伤效应，为优化单性育种技术提供依据。该研究成果发表于《Aquaculture Reports》。
主要技术方法
研究人员选取四川农业科学院水产研究所繁育的中国长吻鮠幼鱼，在循环水养殖系统中进行30天饲料暴露实验，设置对照组及50、100、150 mg/kg E2处理组，每组三个重复。采样后采用苏木精-伊红染色法进行肝、肾组织病理学观察；利用Illumina HiSeq 2500平台进行肝脏转录组测序，筛选差异表达基因并进行GO与KEGG富集分析；采用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）开展肝脏非靶向代谢组学分析，结合多元统计方法筛选差异代谢物并解析代谢通路变化。
研究结果
3.1 长期投喂E2对生长与存活的影响
实验显示，40 dph起，各E2处理组的体重和存活率均显著低于对照组，且随时间和浓度升高呈下降趋势。至60 dph，对照组体重为2.38±0.50 g，存活率为83.80%±0.51%，而E2处理组体重仅为0.45~0.56 g，存活率为19.40%~30.22%。
3.2 肝、肾形态学变化
对照组肝组织结构正常，肝细胞排列呈索状，细胞质均匀，核清晰。E2处理组肝细胞排列紊乱，脂质变性及空泡化程度加重，细胞膜破裂，核溶解并出现凝固性坏死灶，且病变程度随E2浓度增加而加重。肾脏组织同样出现肾小管壁变薄、管腔扩大、肾小球结构破坏及坏死物质积聚等病理变化。
3.3 肝脏差异表达基因分析
转录组分析共鉴定出650~1131个差异表达基因，主要富集于碳代谢、脂肪酸代谢、氨基酸代谢等通路，且在高浓度E2处理组中，外源物质代谢相关通路（如细胞色素P450介导的外源物质代谢、药物代谢）显著富集。蛋白互作网络分析发现20S蛋白酶体亚基α3（Psma3）和α4（Psma4）表达显著下调，提示蛋白质代谢受阻。
3.4 肝脏差异代谢物分析
代谢组学共鉴定出707~784种差异代谢物，以脂类代谢和氨基酸代谢通路变化最为显著。甘油磷脂代谢相关代谢物普遍上调，而甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢及赖氨酸降解等氨基酸代谢相关代谢物普遍下调。Pathway拓扑分析进一步确认甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、组氨酸代谢等为E2影响的核心通路。
3.5 基因与代谢物的协同分析
相关性分析显示，6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（PGD）与大量代谢物显著相关，并富集于能量代谢相关通路，可能是E2干扰肝脏能量代谢的关键节点。
讨论与结论
讨论部分指出，E2虽可用于性别控制，但其毒性效应不可忽视。本研究表明，E2通过破坏肝脏I相代谢通路、抑制免疫与凝血级联反应、扰乱脂质与氨基酸代谢，导致系统性生理损伤。PGD可能在其中发挥关键调控作用。
结论部分总结认为，E2处理显著降低中国长吻鮠的体重和存活率，并造成肝、肾剂量依赖性损伤；转录组与代谢组学结果揭示，超生理剂量E2通过诱导氧化应激、炎症及凋亡，扰乱糖、脂、氨基酸及外源物质代谢的基因表达与酶活性，最终导致代谢紊乱。
