下丘脑-垂体-甲状腺轴在冷暴露长爪沙鼠产热中的作用

为探讨冷暴露小哺乳动物褐色脂肪组织(BAT)产热的调节机理,在已有的冷暴露长爪沙鼠(Meri-ones unguiculatus)BAT产热变化研究的基础上,测定了急性(1 d)及长期(3周)冷暴露[(4±1)℃]雄性长爪沙鼠下丘脑和正中隆起中促甲状腺激素释放激素(TRH)含量、血清甲状腺激素(T3、T4)和去甲肾上腺素(NE)浓度以及BAT中T45'脱碘酶活性的变化.与常温对照组相比,冷暴露1 d长爪沙鼠下丘脑TIRH含量减少,正中隆起TRH含量、血清T3和NE浓度以及BAT中T4 5'脱碘酶活性均增加,血清T4浓度降低;冷暴露3周后,下丘脑TRH含量回升到接近对照组水平,正中隆起TRH含量、血清T3浓度、BAT中T4 5'脱碘酶活性均在冷暴露1d的基础上进一步增加,血清T4浓度进一步降低,血清NE浓度维持在冷暴露1 d的高水平.结果分析推测,冷暴露激活了长爪沙鼠下丘脑-垂体-甲状腺(HPT)轴激素的合成和分泌,并激活了外周交感神经系统,导致产热增加.     

长爪沙鼠冷驯化过程中甲状腺激素的变化

22℃室温中的长爪沙鼠血清T₃和T₄浓度较低,肝脏和褐色脂肪组织（BAT）的T₄5'-脱碘酶活力也较低。冷暴露（4℃）1d 后,血清T₃与T₄浓度迅猛增长,随后1-4周的冷驯化中,T₃缓慢上升,T₄逐渐下降,肝脏和BAT 的T₄5'-脱碘酶活力变化与血清T₃和T₃\T₄变化一致。表明冷驯化激活了甲状腺功能,激活了外周组织中的甲状腺激素代谢。     

达乌尔黄鼠冬眠期间体温的变化和冬眠模式

用植入式半导体温度记录元件iButton 记录了达乌尔黄鼠冬眠季节及其前后的体温,分析了其冬眠模式和体温调节特点。结果显示:1)实验室条件下,达乌尔黄鼠冬眠季节长短的个体差异较大,可以分成深冬眠型、
少冬眠型和不冬眠型三种类型;2)达乌尔黄鼠在冬季表现出深冬眠阵(最低体温Tbm in <20℃ ,冬眠阵的持续时间BD >24 h)、短冬眠阵(T_bmin < 20℃ , BD≤24h)和日眠阵(T_bmin ≥20℃ , BD≤24 h)3 种类型,最低体温分别
为2.54℃ ± 0.35℃ 、10.05℃ ± 1.97℃ 和23.09℃ ± 0.40℃ ,彼此之间差异显著。日眠阵阵间产热阶段的最高体温为38.09℃ ±0.17℃ ,高于深冬眠阵(37.31℃ ±0.15℃ )和短冬眠阵(37.22℃ ±0.31℃ ); 3)深冬眠阵和日
眠阵中最低体温均与环境温度显著相关,冬眠过程中的最低体温为-2.43℃ ;4)深冬眠过程中,多数个体可以短时(≤3 h)耐受- 2℃ ～ 0℃ 的低温,激醒或继续维持深冬眠,无致死效应,但长时间(15 h)或过度低温
(- 5℃ 以下)的条件下,深冬眠的达乌尔黄鼠被激醒(70% )或死亡(30% ),不能持续冬眠; 5)入眠前10 d体温日波动幅度显著增加,高于出眠后的日体温波动,且多数个体入眠前出现体温的“试降”。表明,冬眠前
入眠的准备阶段,动物的体温调节已开始发生变化;冬季日眠的调节机制可能与冬眠不同;短时- 2℃ ～ 0℃ 的体温对深冬眠的达乌尔黄鼠无致死效应。     

冬眠对达乌尔黄鼠盲肠菌群的影响

冬眠哺乳动物的肠道微生物会发生季节性变化,同时在冬眠期间动物处于禁食状态,对肠道微生物的多样性和组成也产生影响。本研究通过16S rRNA基因高通量测序分析达乌尔黄鼠育肥阶段 (起始育肥期、快速育肥期、育肥完成期) 和冬眠阶段 (冬眠早期、冬眠晚期、出眠期) 共6个时期盲肠菌群的多样性、组成和功能,并通过冗余分析 (RDA) 探究其生理特征与菌群组成和功能之间的关系,揭示达乌尔黄鼠盲肠菌群的季节性变化。菌群组成的分析显示达乌尔黄鼠盲肠菌群主要由厚壁菌门 (Firmicutes)、拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和疣微菌门 (Verrucomicrobia) 组成。与其他时期相比,冬眠早期厚壁菌门的相对丰度减少,拟杆菌门和疣微菌门的相对丰度增加。在Alpha多样性中,起始育肥期、快速育肥期和冬眠早期的Chao1和ACE指数显著低于出眠期,育肥完成期的Simpson指数显著低于快速育肥期 (P < 0.05) 。通过加权和非加权的UniFrac距离矩阵的主坐标分析发现盲肠菌群均显示出了明显的季节性聚类。PICRUSt分析中,丁酸代谢等代谢通路在育肥阶段富集,冬眠阶段集中在氮代谢等相关通路中。RDA分析显示达乌尔黄鼠不同时期的生理特征与其盲肠菌群的组成和功能显著相关。本研究表明,冬眠使达乌尔黄鼠盲肠菌群的多样性和相对丰度发生改变,盲肠菌群组成和功能的变化调节了达乌尔黄鼠的生理代谢,使达乌尔黄鼠适应季节性的环境变化。     

短光照诱导达乌尔黄鼠产热

本文通过测定静止代谢率(RMR)、非颤抖性产热(NST)、线粒体呼吸酶、脂肪代谢酶活力、褐色脂肪 组织(BAT)线粒体GTP 结合能力、下丘脑促甲状腺激素释放激素(TRH)和促肾上腺激素释放激素(CRH)等指标,探讨短光照对达乌尔黄鼠产热的诱导和调节。结果表明,温暖(22℃ ) 短光照(8D∶ 6L)组,达乌尔黄鼠的RMR、NST、肝脏和BAT 线粒体细胞色素C 氧化酶活力以及BAT 线粒体GTP 结合能力均明显高于温暖长光照(16D∶ 8L)组中的动物,而体重、BAT 重量、肝细胞呼吸、BAT α - 磷酸甘油氧化酶活力则没有明显变化。短光照组黄鼠下丘脑TRH 水平显著高于长光照组,而血清中三碘甲腺原氨酸(T₃ )及甲状腺素(T₄ )浓度、T₃ / T₄ 以及BAT 中T₄ - 5’脱碘酶的活性没有明显变化。短光照组黄鼠下丘脑CRH 水平显著高于对照组,而肾上腺皮质酮含量无明显变化。结果表明短光照能够诱导达乌尔黄鼠产热增加,主要是通过激活细胞色素C 氧化酶活性和增加BAT 中解偶联蛋白浓度;短光照可能激活下丘脑TRH 和CRH,但它们没有直接诱导产热增加,推测其增加了黄鼠潜在的产热能力。     

冬眠和非冬眠状态达乌尔黄鼠肾单位及相关功能因子的比较

冬眠是动物应对冬季低温和食物匮乏的一种生存策略。达乌尔黄鼠 (Spermophilus dauricus) 是典型的贮脂类冬眠动物。为研究冬眠动物肾脏的适应机制,本实验采用组织学、血液生化分析及酶联免疫方法检测了夏季活动期 (7月) 、冬眠期 (12月) 和早春出眠后 (3月) 达乌尔黄鼠肾单位形态学及血清肌酐、尿素和抗利尿激素 (ADH) 的变化,并用qPCR方法检测了肾脏水通道蛋白基因 (AQP1、AQP2和AQP3)、ADH受体 (V2R) 及内皮型一氧化氮合酶基因 (eNOS) 的表达。结果发现,冬眠期和早春出眠期的达乌尔黄鼠肾小球密度、近曲小管和远曲小管的相对管径、皮质部近曲小管数与远曲小管数比值均低于夏季活动期;冬眠期血清肌酐和尿素浓度高于夏季活动期和早春出眠期,ADH浓度及其受体V2R基因表达低于夏季活动期;冬眠期AQP1基因表达高于早春出眠期,AQP3基因表达低于夏季活动期,AQP2基因表达无显著差异;冬眠期eNOS基因表达低于早春出眠期。这些结果表明冬眠的达乌尔黄鼠表现出较低的肾功能;不同时期的水通道蛋白,eNOS及ADH表现出适应性的功能调节。该实验结果丰富了对冬眠动物肾脏适应机制的认识。     

不同碘摄入水平对小鼠甲状腺组织Ⅰ型脱碘酶基因表达及酶活性的影响

甲状腺功能与碘摄入水平有密切的关系,甲状腺功能主要是通过其合成的甲状腺激素来实现的.脱碘反应是调节甲状腺激素生物活性的重要方式,不同碘营养状态下甲状腺组织I型脱碘酶(D1)基因表达及活性的变化是甲状腺功能调节的重要机制.在成功建立碘缺乏与不同程度碘过量的.Babl/c小鼠模型的基础上,采用实时荧光定量PCR法检测甲状腺组织DlmRNA表达水平,同时以125I-rT3,作为底物,结合离子交换层析技术测定甲状腺D1活性,此外,应用竞争结合放射免疫分析方法对甲状腺组织激素进行了检测.结果显示:碘缺乏时,D1 mRNA表达和D1活性均显著升高,甲状腺组织内T3与T4水平均显著降低,但T3/T4明显升高;碘过量可明显抑制D1 mRNA表达,但对D1活性并无显著影响,甲状腺组织内T3/T4有所下降.上述结果提示,甲状腺I型脱碘酶在甲状腺功能调节中具有重要的作用,碘缺乏时D1 mRNA表达及活性的上调可促进T4向T3的转化,以满足机体代谢的需要,而过量碘对Dl基因表达的抑制可防止过多的T3对机体的损伤,具有重要的生理意义.     

瘦素在育肥后达乌尔黄鼠能量平衡及体温调节中的作用

育肥完成后到冬眠前的阶段被认为是贮脂类冬眠动物从体温常态到冬眠之间的过渡阶段。为研究此阶段瘦素对能量平衡和体温调节的作用,将完成育肥的达乌尔黄鼠随机分成3组,分别在侧脑室植入微渗透泵,持续灌注瘦素（0.5μg/day）、瘦素拮抗剂（0.5μg/day瘦素+5μg/day瘦素拮抗剂）以及人工脑脊液（对照组）,为期4周。为了检测瘦素对动物入眠的影响,我们在药物处理最后一周将动物移入低温（5 ^oC±1^oC）、恒黑条件下诱导蛰眠。药物处理过程中测定动物体重、能量摄入、代谢率和体温,药物处理结束后测定身体脂肪重量、褐色脂肪组织中解偶联蛋白1（UCP1）含量以及血清中与能量平衡相关的激素水平。结果发现：育肥后达乌尔黄鼠能量摄入、体重和每日体温自发降低。低温条件下,对照组中50%个体自发进入冬眠状态。瘦素处理和瘦素拮抗剂处理对能量摄入和体重变化没有显著影响。瘦素处理对入眠率没有影响,瘦素拮抗剂处理减少蛰眠表达。瘦素拮抗剂组血清中T₄水平高于瘦素处理组。育肥后期瘦素以及瘦素拮抗剂处理对脂肪重量、代谢率以及UCP1含量没有显著影响。结果表明,瘦素对育肥结束后达乌尔黄鼠的冬眠表达具有一定调节作用。     

脑室注射6-OHDA对黄鼠脑内单胺类神经递质与β-内啡肽和血清TSH含量影响

本文研究了脑室注射6—OHDA对达乌尔黄鼠脑内单胺类递质和β内啡肽,血清TSH,T3和T4含量的影响:1)注射后7天内,单胺类含量随剂量和注射后的天数而改变。2)下丘脑,丘脑,垂体和海马β内啡肽含量在注射后第3天显著升高,第5天,第7天逐渐回降,但仍高于对照。3)血清TSH,T3,T4含量在注射后3—5天内显著低于对照。4)冬眠动物垂体,下丘脑和海马β内啡肽含量比对照显著增高。本文为脑室注射6—OHDA促进黄鼠冬眠的生理学机制提供了一些依据。     

达乌尔黄鼠实验室饲养、繁殖及其冬眠阵

为探索实验室条件下达乌尔黄鼠饲养与繁殖的方法及冬眠阵的发生规律,参照野生黄鼠冬眠洞穴的主要生态环境参数,建立人工冬眠屋,采用传统锯末技术记录冬眠阵。结果显示: (1) 处于春季繁殖期的黄鼠应以大鼠饲料为主,辅以少量黄瓜等,夏季活跃期交叉饲喂大鼠饲料与兔饲料,辅以多水的瓜果蔬菜,秋季育肥期以大鼠饲料为主,辅以高脂肪高蛋白的花生、豆类等。(2)雌鼠怀孕期为28 d 左右,哺乳期约一个月,雌鼠每窝产仔4 ～ 8 只,平均5.52 只;初生幼鼠两周内忌换垫料,并避免将异味带入鼠房。(3)黄鼠冬眠期从当年11月下旬至次年3 月上旬,平均93.95 d;冬眠阵睡眠时长平均7. 44 d,阵间激醒时长平均1.36 d,睡眠天数占整个冬眠期的89.9% ;整个冬眠期,黄鼠冬眠阵平均7. 55 个。(4)2009 年秋至2011 年春季,自野外共捕回黄鼠185 只, 存活146 只,存活率78. 9% 。在2006、2009 和2011 年的黄鼠繁殖期,共配对25 对,产仔138 只,成活92 只,成活率为66.7% 。结果表明,野生达乌尔黄鼠可在人工饲养条件下实现繁殖,并可在人工冬眠屋成功冬眠。