长爪沙鼠褐色脂肪组织的适应性产热

低温（５±２℃）环境暴露１天、１周、４周长爪沙鼠的静止代谢率和非颤抖性产热、褐色脂肪组织蛋白质含量、线粒体细胞色素－Ｃ氧化酶和α－磷酸甘油氧化酶活力、钠钾泵活力以及环腺苷酸含量、血清Ｔ３含量等项产热指标逐渐提高;而低温驯化８周动物各项指标基本维持在４周水平上,表明长爪沙鼠在冷适应过程中产热能力逐渐提高,而后维持一稳定水平,其中褐色脂肪组织起重要调节作用。     

长爪沙鼠季节性产热特征比较

与夏季相比、冬季长爪沙鼠的静止代谢率和非颤抖性产热显著升高;褐色脂肪组织线粒体的细胞色素C氧化酶与α-磷酸甘油氧化酶活力升高,组织总蛋白质及线粒体蛋白质含量增加,而组织的脂肪含量减少;血清T3含量和T3/T4值都显著增加。但是肝脏的各项产热指标变化不显著、表明褐色脂肪组织的产热功能具有季节波动性,是长爪沙鼠适应性产热的主要来源器官．     

长爪沙鼠冷驯化中褐色脂肪组织产热活性及解偶联蛋白基因表达

长爪沙鼠暴露于冷环境 (4± 2℃ ) 1天至 4周的过程中 ,褐色脂肪组织 (BAT)线粒体的GTP结合能力逐渐增加 ,3周达到最大值 ;解偶联蛋白 (UCP)基因表达只有一种 ,分子量为 1 5kb ,并在冷暴露一天时明显上调 ,一周时达到高峰 ;BAT的T4 5′ 脱碘酶活力也逐渐增加。表明UCPmRNA上调对BAT合成新的UCP是必需的 ,T4 5′ 脱碘酶的激活对BAT的产热和增生是重要的。     

布氏田鼠胎后发育过程中褐色脂肪组织和肝脏的产热特征

为探讨布氏田鼠胎后恒温能力的发育过程,本文测定了1、5、9、17、21、33 和41 日龄幼体的褐色脂肪组织(BAT)和肝脏的重量、线粒体蛋白含量和细胞色素c氧化酶(COX) 的活性。布氏田鼠胎后发育期间BAT 增补明显,主要表现为重量的增加和单位组织重量COX 活性的升高等,属典型的晚成型发育特征。布氏田鼠胎后发育过程中BAT 和肝脏产热特征的变化与幼体的产热特点和恒温能力的发育是相一致的。     

长爪沙鼠脏器重量和肠道长度的季节性变化

小哺乳动物内脏器官的重量和消化道的长度具有可塑性,与其所处的环境密切相关.为进一步了解长爪沙鼠对季节性环境的适应,比较了活捕于内蒙古太仆寺旗的长爪沙鼠的体重、内脏器官的重量及肠道各段长度的性别和季节变化.结果显示:除体重和体长雄鼠高于雌鼠,肝脏的湿重低于雌鼠外,其他指标均未检测到性别差异.雌雄鼠的体重和心脏的湿重都在冬季最高,夏季最低;雄鼠肝脏的湿重夏季最高,春季和冬季最低,雌鼠无季节性变化.睾丸的湿重在春季最高.盲肠和小肠的湿重秋季高于春季,胃和大肠的湿重无季节性差异.小肠的长度冬季最长,夏季最短;盲肠春季最短,大肠春季最长,夏季最短.体重、心脏、消化器官和其他内脏器官的重量,以及消化器官长度的可塑性变化等对于长爪沙鼠适应环境具有重要的意义.     

冷暴露长爪沙鼠下丘脑-垂体-肾上腺轴对产热的调节

为探讨下丘脑 -垂体 -肾上腺轴在野生小哺乳动物产热中的调节作用 ,对正常及肾上腺去除的长爪沙鼠进行了冷暴露研究。正常雄性长爪沙鼠在急性冷暴露 ( 4± 1℃ ,1天 )条件下 ,下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素的合成和释放没有显著变化 ,肾上腺皮质酮含量增加 4 5 8% ,差异显著 ,血清皮质酮水平有增加趋势 ;慢性冷暴露 ( 4± 1℃ ,3周 )后 ,肾上腺皮质酮含量增加到对照的 2 14倍 ,血清皮质酮含量维持较高水平。肾上腺去除的长爪沙鼠冷暴露 3周后 ,褐色脂肪组织 (BAT)产热 (细胞色素C氧化酶活力、线粒体GTP结合数量 )增加 ,下丘脑促甲状腺激素释放激素的合成和释放、血清三碘甲腺原氨酸水平以及血清去甲肾上腺素的浓度均有增加的趋势。表明冷暴露条件下长爪沙鼠肾上腺皮质酮的合成和释放增加 ,从而抑制BAT的产热 ,皮质酮对BAT产热的抑制部分是通过抑制下丘脑 -垂体 -甲状腺轴激素的合成和分泌以及抑制交感神经系统的活动而实现的。     

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.     

长爪沙鼠种群繁殖的季节性特征

长爪沙鼠是分布于我国北方典型和荒漠草原及农牧交错区的优势鼠种之一。2000 年10 月至2004 年10 月通过标志重捕法研究了栖息于内蒙古农牧交错区草地生境的种群动态。对其不同季节出生群性成熟特征和种群性成熟比率、繁殖个体比例、个体月补充率等繁殖参数的季节特征研究显示:冬季和春季出生的个体性成熟较夏季出生的个体快,尤雌鼠表现突出,其3 个季节出生群的性成熟时间分别为4. 6 ± 0.2、4. 4 ± 0.8 和7.7 ± 0.4月龄。种群性成熟比率、繁殖个体比例和个体补充率月间差异显著,季节消长明显,即春季最高,秋季(9 ～10月间)最低。结果还显示,种群性成熟比率与气温和降水负相关。长爪沙鼠喜栖于植被稀疏、低矮的干燥沙质土壤环境。从初春到夏末,随降水和气温增加其栖息生境的植被由低矮稀疏变得高而稠密,土壤湿度和粘性亦随之提高,地面种子库因发芽贮量减少,适宜生境的减少可能加剧了社群竞争,抑制了种群的繁殖表现。长爪沙鼠种群繁殖的季节变化反映了其生活史对策中适应高纬度气候和食物的季节波动的重要特征。     

高原鼠兔褐色脂肪组织及肝脏产热的季节性变化

非颤抖性产热(nonshtverlng thermogenesis, NST)是小哺乳动物在低温环境下增加产热的有效途径(Foster等1978.Can JPhyslol,56:110~122)。NST主要产生于褐色脂肪组织(BAT),所有影响BAT结构与功能的因素均可影响NST能力(Cannon等,1993．Life in the cold．369～379)。 高原鼠兔(Ochotona curzoniae)为高寒草甸生态系统中非冬眠的小哺乳类动物,其生态学特征已被进行了广游酊探^的研究．王德华等(1990。兽类学报10(1)：40～53; 1993．兽类学报13(4)：271～276)对高原鼠兔NST能力,BAT组织成分及线粒体蛋白的季节性变化进行了研究。本文在此工作的基础上。试图从细胞承千上进一步探讨高原鼠兔产热的季节性变化及适应意义。     

长爪沙鼠免疫功能、体脂含量和器官重量的季节变化

小型哺乳动物的体脂含量与免疫功能有关,并受环境条件的影响。为了进一步理解野生长爪沙鼠对环境的生存适应策略,我们于2004 年夏季(7～8月)和2005年冬季(1～3月)测定了野生长爪沙鼠的体重、体脂含量和脏器重量,以及由匙孔血蓝蛋白(KLH)对雄鼠所介导的体液免疫反应。结果发现:雄鼠的胴体干重和体脂含量都显著高于雌鼠,其他各项指标无性别差异。冬季雌雄沙鼠的体重、胴体干重、体脂含量和褐色脂肪组织的湿重,以及雄鼠的睾丸湿重都显著高于夏季。脾脏的重量冬季趋于降低。处理组(注射KLH )动物血清中抗KLH 抗体的含量在冬季和夏季都显著高于对照组(注射生理盐水),且冬季处理组显著高于夏季处理组。本研究结果为动物种群调节的“冬季免疫增强假说”提供了一个新的野外例证。没有检测到免疫器官和产热器官、免疫器官和繁殖器官之间的权衡关系。     

侧脑室注射CRH 对急性冷暴露长爪沙鼠BAT 产热的影响及产热调节机理

长爪沙鼠侧脑室注射促肾上腺皮质激素释放激素(CRH) 8μg 或CRH受体阻断剂2.5μg 后, 4 ±1 ℃暴露3 h ,对照组注射等体积生理盐水并置于24 ±2 ℃或4 ±1 ℃下。与常温对照组相比, 低温对照组褐色脂肪组织(BAT) 重量下降, BAT中解偶联蛋白(UCP1) mRNA 上调; 下丘脑促甲状腺激素释放激素(TRH) 含量降低, 血清T₃ 、T₄ 、T₃/T₄水平及BAT中T₄5′脱碘酶活性均增加, 血清去甲肾上腺素(NE) 含量上升。与低温对照组相比, 侧脑室注射CRH后再冷暴露, BAT重量、蛋白总含量和UCP1 mRNA 含量趋于减少; 血清NE 含量上升, BAT 中T₄ 5′脱碘酶活性增加, 但下丘脑TRH 含量、血清T₃ 、T₄ 及T₃/T₄ 水平均降低。侧脑室注射215μg 的CRH 受体阻断剂α- helical CRH 9 - 41 , 对冷暴露长爪沙鼠甲状腺轴的分泌、BAT重量、血清中NE 水平及UCP1 mRNA 含量没有明显影响。结果表明, 急性冷暴露激活了长爪沙鼠下丘脑- 垂体- 甲状腺(HPT) 轴和交感神经系统, 刺激BAT产热和UCP1 合成; 而CRH作用于中枢, 可能一方面抑制HPT轴的分泌, 进而抑制UCP1 的基因表达, 另一方面又刺激交感神经,增加产热。     

长爪沙鼠肠道5-羟色胺细胞密度的季节变化

为探讨季节性环境对长爪沙鼠肠道5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)细胞密度动态的影响,于2003
年11 月(冬季)和2004 年7 月(夏季),采用卵白素-生物素-过氧化物酶复合物(avidin-biotin-peroxidase complex,
ABC)免疫组织化学法,对其肠道5-HT 细胞进行了定位研究。结果显示:5-HT 细胞主要分布于肠上皮基
底部和肠腺上皮中,多呈圆形或椭圆形,少数呈长棒状、锥体形或不规则形,其形态学特征无季节性差异。冬
季在小肠密度最高,十二指肠、盲肠和直肠其次,结肠最低;夏季在小肠和十二指肠密度最高,其它各段密度
相似,这可能与其食物质量的季节性变化有关。除十二指肠和结肠外,冬季肠道各段的密度都高于夏季,这有
利于提高处理和消化食物的能力,是对冬季食物质量和摄食量增加的适应。5-HT 细胞的形态学特征和季节动态
说明,长爪沙鼠肠道在细胞水平上可对环境条件的变化产生反应,具有适应性调节的能力。     

自愿转轮运动对雄性长爪沙鼠体重和能量代谢的影响

运动是影响动物能量平衡和体重变化的重要因素之一。为研究自愿转轮运动对体重和能量代谢的影响,我们监测了8 周自愿转轮运动过程中,雄性长爪沙鼠的体重、能量摄入、消化率、静止代谢率(RMR) 和非颤抖性产热(NST)的变化,以及8 周后的体脂含量、血清甲状腺激素(T3、T4 )和瘦素(leptin)水平的变化等。结果发现,8 周自愿转轮运动增加了长爪沙鼠的体重和能量摄入以及血清瘦素水平(血清瘦素浓度比对照组高27% ),但对消化率、RMR 和褐色脂肪组织的线粒体蛋白浓度等没有明显影响。尽管体脂含量和血清T₃ 和T₄ 没有显著差异,但运动组体脂含量比对照组高33%,血清T₃ 和T₄ 水平分别比对照组低10% 和38%。血清瘦素浓度与体脂重量呈正相关。因此,自动转轮运动并没有降低动物的体重和体脂含量,但瘦素和甲状腺素在雄性长爪沙鼠能量代谢和能量平衡中的作用尚需进一步确定。     

Cold-induced changes in brown adipose tissue thermogenic capacity of immunocompetent and immunodeficient hairless mice

Mild cold acclimation (22°C, 3 weeks) of hairless mice was shown to increase 5-fold the brown adipose tissue uncoupling protein content in immunodeficient BALB/c nu/nu mice, but by only 2.3-fold in immunocompetent BFU mice. The difference in activation of brown adipose tissue thermogenic capacity was due to a 2-fold increase in the content of brown adipose tissue in nu/nu mice only, which was paralleled by an increase in brown adipose tissue protein but not DNA content. Likewise, only in nu/nu mice the cold acclimation increased the reaction of natural killer cells in blood and peritoneal exudate with a shift from spleen to lymph nodes and increased the phagocytic index. The results indicate that the immune system may influence the defence against cold at the level of brown adipose tissue thermogenesis.Abbreviations AU arbitrary unit(s) - bw body weight - HEMA 2-hydromethyl-metacrylate copolymer - BAT brown adipose tissue - UCP uncoupling protein - ATPase mitochondrial F_oF₁-ATPsynthase - IL-1 interleukin 1 - TNF tumour necrosis factor - NK cells natural killer cells - T _a ambient temperature     

限食及重喂食对雄性长爪沙鼠生理指标的影响

限食通常会显著影响鼠类的营养及内分泌等生理指标,但限食后重喂食其生理指标是否能得以恢复尚不
清楚。本文采取70% 的限食水平,研究了限食及重喂食对雄性长爪沙鼠生理指标的影响。将雄性长爪沙鼠分为
限食组、重喂食组和对照组。限食组先自由饮食4 周,后70% 限食4 周;重喂食组先70% 限食4 周,后恢复自
由饮食4 周。对照组自由饮食8 周。实验结束时,检测各组肥满度及血清白蛋白和总蛋白含量、血清甲状腺素
T3 和T4 水平、睾酮和皮质醇含量等各项生理指标的变化。研究结果表明,4 周限食显著降低了雄性长爪沙鼠的肥满度和血清甲状腺素T4 含量,显著升高了其血液皮质醇含量;限食后重喂食4 周后可使上述指标恢复或接近正常,但血清白蛋白含量比对照组低,其他指标与对照组无明显差异,长爪沙鼠的一些生理指标在限食重喂食
后能得以恢复,但其内分泌调节可能存在新的变化,值得进一步研究。