冷暴露对中缅树鼩褐色脂肪组织中解偶联蛋白1含量的影响

自备抗血清采用酶联免疫法测定了中缅树鼩(Tupaia belangeri)在(5±1)℃冷暴露0 d、7 d、14 d、21d、28 d时,褐色脂肪组织(BAT)中解偶联蛋白1(UCP1)的含量.结果表明,随着冷暴露时间的延长,中缅树鼩的体重、褐色脂肪组织重量均表现出了增加的趋势,BAT线粒体总蛋白和UCP1的含量也呈增加的趋势,其中UCP1的含量在28 d时达到极显著水平,比对照组增加了55.9%.说明冷暴露能够诱导中缅树鼩UCP1表达增加,从而使其适应性产热增加.     

PRDM16和BMP7基因表达量在中缅树鼩体重调节中的作用

为探讨季节性环境变化下中缅树鼩PRDM16(PR domain-containing 16)和BMP7(bone morphogenetic proteins 7)基因表达量对其生理适应性调节的作用,本研究测定了野外不同季节和实验室冷驯化条件下中缅树鼩的体重、静止代谢率(resting metabolic rate,RMR)、非颤抖性产热(nonshivering thermogenesis,NST)、摄食量、PRDM16和BMP7基因表达量的变化。结果表明:季节性变化过程中中缅树鼩的体重、RMR、NST、褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)重、白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)重和摄食量均是冬季显著高于夏季;中缅树鼩不同季节的PRDM16和BMP7基因表达量差异极显著,PRDM16表达量的季节变化趋势为:冬季秋季春季夏季;BMP7表达量的季节变化趋势为:冬季秋季夏季春季。冷驯化条件下,中缅树鼩的体重、RMR、NST、摄食量、BAT含量、大网膜WAT含量显著增加,PRDM16和BMP7基因表达量也显著增加。以上结果表明,中缅树鼩褐色脂肪细胞存在PRDM16和BMP7肌源性起源,即冬季或者低温条件下中缅树鼩PRDM16和BMP7表达量上调,促进褐色脂肪细胞形成,增加NST来弥补产热的不足,以适应冬季寒冷的环境。PRDM16和BMP7在中缅树鼩季节性产热调节和能量代谢中起着重要的作用。     

冷驯化对中缅树鼩PPARα、COXⅡ及PGC-1α基因表达量的影响

为了研究冷驯化条件下中缅树鼩Tupaia belangeri的脂肪组织是否会转化,本研究测定了冷驯化条件下中缅树鼩脂肪组织质量,脂肪转化因子过氧化物酶体增殖激活受体α(PPARα)、环氧化酶-2(COXⅡ)及过氧化物酶体增殖物受体γ共激活因子1α(PGC-1α)基因表达量的变化。结果表明:中缅树鼩冷驯化组无论是褐色脂肪组织(BAT)质量,还是大网膜白色脂肪组织(WAT)质量均较对照组显著增加(P0.01),脂肪转化因子PPARα、COXⅡ及PGC-1α基因表达量也显著上调(P0.01)。以上结果说明中缅树鼩WAT中PPARα、COXⅡ、PGC-1α基因表达量的增加可能诱导了WAT细胞褐变,进而向BAT细胞转化和提高BAT中解偶联蛋白1的表达。     

冷驯化条件下中缅树鼩脂肪组织代谢产物的变化

为探究冷驯化条件下中缅树鼩(Tupaia belangeri)白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT)的差异代谢物变化,本研究采集对照组和冷驯化28天组中缅树鼩的WAT和BAT,采用非靶向代谢组液相色谱—质谱联用检测技术分析其差异代谢物含量变化.结果 表明,冷驯化组较对照组WAT中有7种差异代谢物显著上调;BAT...     

光周期和高脂食物对布氏田鼠能量代谢和产热的影响

为了研究光周期和高脂食物对小型哺乳动物能量代谢和产热的影响,将成年雌性布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)分别驯化于长光照低脂、高脂食物和短光照低脂、高脂食物,7周后测定动物的体重、能量摄入、产热、血清瘦素浓度以及褐色脂肪组织解偶联蛋白1(BAT-UCP1)含量等参数.结果发现:1)短光照抑制体重增长、降低体脂重量和血清瘦素水平,增加非颤抖性产热(NST)和UCP1含量;2)高脂食物使摄入能减少和消化率提高,但未显著影响体重、基础代谢率、NST、UCP1含量和血清瘦素;3)血清瘦素与摄入能不相关,但与体脂含量正相关.结果暗示:短光照下瘦素作用敏感性增加和产热能力增强,可能介导了抵抗高脂食物诱导的肥胖.在野外条件下草食性的布氏田鼠能通过能量代谢和产热的适应性调节避免体重的过度增长,有利于降低捕食风险,增强生存能力.同时布氏田鼠是研究食物诱导肥胖机理的一个好模型     

布氏田鼠冷暴露中褐色脂肪组织的增补及解偶联蛋白基因表达

布氏田鼠 (Microtusbrandti)随机分组暴露在冷环境 [12L∶12D ,(4± 2 )℃ ]中 12h ,1d ,3d ,7d ,14d ,2 1d和 2 8d ;对照组生活在温暖环境下 [12L∶12D ,(2 5± 2 )℃ ]。与对照组相比 ,布氏田鼠的褐色脂肪组织 (BAT)重量在冷暴露 12h～ 3d时降低 ,7～ 2 1d时则增加。 7～ 2 8d冷暴露组动物的BAT总蛋白和总DNA含量均比对照组明显提高。冷环境中的布氏田鼠解偶联蛋白 (UCP)的mRNA随时间的延长而表达上调 ,在冷暴露 2 1d时达到高峰。结果表明 ,冷暴露能够诱导布氏田鼠BAT细胞增补和UCP基因表达 ,从而使适应性产热增加。     

中缅树鼩肝在冷适应条件下的产热特征

中缅树鼩(Tupaia belangeri)为东洋界特有小型哺乳动物。本研究测定了中缅树鼩冷驯化实验组(7d、14d、21d、28d)与对照组(0d)中肝线粒体蛋白含量、呼吸状态Ⅲ和状态Ⅳ的变化,探讨中缅树鼩对不同冷环境的适应情况以及肝产热的机理。结果表明,在冷驯化条件下,中缅树鼩产热显著增加,与对照组相比,实验组肝总蛋白含量、肝线粒体蛋白含量、呼吸状态Ⅲ和状态Ⅳ有着显著的提高,在28d后分别增加了39.9%、39.3%、84.9%、181.1%,因此,肝在中缅树鼩冷适应产热过程中具有重要的作用。同时,从生理生态方面为树鼩的岛屿起源学说提供依据。     

中缅树鼩的非颤抖性产热及细胞呼吸特征

中缅树鼩(Tupaia belangeri chinensis)是东南亚树鼩中分布最北的一个种。在热中性区内的非颤抖性产热(nonshivering thermogenesis NST)分别为2.57±0.21(冬)和2.21±0.12(夏)mlO_2/(g·h);分别为体重预期值的75.9％和61.2％,两者不仅冬季显著高于夏季,而且亦高于典型的热带种类,但低于温带类群。褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)的重量冬季为0.622±0.015 S,夏季0.532±0.80 g,冬季也显著高于夏季;同时,BAT总蛋白含量、线粒体蛋白含量以及细胞α-磷酸甘油氧化酶和细胞色素C氧化酶活性,冬季也显著高于夏季,但增加的比例较温带种类低;而肝脏细胞的上述指标及线粒体状态Ⅲ、状态Ⅳ呼吸等,冬夏两季均无显著差异。因此,中缅树鼩的NST和细胞产热能力介于热带与温带类群之间,显示出向温带类型过渡的趋势。     

暖温经历对雌性黑线仓鼠能量代谢、产热和体脂含量的影响

能量代谢的生理调节是小型哺乳动物应对不同环境温度的重要策略之一,为探讨暖温下代谢产热在体重和体脂适应性调节中的作用和机理,本研究将雌性黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)暴露于暖温(30°C)1个月、3个月和4个月,测定体重、摄入能、代谢产热、体脂含量、褐色脂肪组织(BAT)细胞色素c氧化酶(COX)活性和解偶联蛋1 (UCP1) mRNA表达等。结果显示,暖温对黑线仓鼠体重无显著影响,但使脂肪含量显著增加。与室温组相比(21°C),暖温组消化率显著升高,但摄入能和消化能显著降低;暖温下非颤抖性产热(NST)显著降低,脑、肝脏和心脏COX活性、BAT COX活性和UCP1 mRNA的表达显著下调。结果表明,暖温下降低代谢产热补偿了能量摄入的减少,机体处于正能量平衡状态,是脂肪含量显著增加的主要原因之一。脑、肝脏、心脏和BAT代谢活性降低是代谢产热降低的主要机制,与脂肪累积有关。     

冷驯化对中缅树qu产热能力的影响

在(5±1)℃条件下对中缅树qu(Tupaia belangeri)进行低温胁迫处理(0-28 d)，测定其冷驯化过程中的静止代谢率(RMR)、非颤抖性产热(NST[max])、冷诱导最大产热(CIRMR)、体重、体温等生理指标，探讨低温对中缅树qu产热能力的影响。结果表明：①冷驯化期间中缅树qu体重增加，体温降低，产热能力显著增强；②在冷驯化过程中，增加RMR和CIRMR是中缅树qu抵抗低温胁迫的主要产热模式。     

高脂高糖食物诱导中缅树鼩肥胖的研究

为了研究高糖高脂食物诱导中缅树鼩肥胖的模型,在高脂高糖食物诱导条件下进行了中缅树鼩的血液指标测定、脂肪组织流式细胞分析和正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)扫描成像研究。结果表明:在28 d时中缅树鼩白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)质量是对照组的3.7倍,49 d时WAT质量是对照组的6.4倍;49 d时实验组树鼩的甘油三酯(triglyceride,TG)和高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)含量与对照组树鼩差异显著,血糖(blood glucose)水平、总胆固醇(total cholesterol,CHOL)和血小板(blood platelet,PLT)含量与对照组树鼩差异极显著;此外,食物诱导28 d组中缅树鼩腹部WAT和褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)的18氟-氟化脱氧葡萄糖(18-fluoro-fluorodeoxyglucose,~(18)F-FDG)吸收60 min后,平均辐射值(standardized uptake value,SUV)显著高于对照组,49 d时有所下降。流式细胞分析结果表明,28 d时WAT和BAT中R2群标记阳性显著增加,而49 d后有所降低。以上结果表明:食物诱导可以使中缅树鼩产生肥胖并显著增加中缅树鼩WAT的质量,中缅树鼩在28 d时会出现肥胖抵抗的现象,但是随着时间的延长,该抵抗现象逐渐减少。     

随机限食和重喂食对小鼠体重、能量收支及瘦素的影响

为阐明限食和重喂食(SFR-Re)诱导的体重"补偿性增长"生理机制,该文测定了SFR-Re驯化的KM小鼠能量摄入与支出、身体成分以及血清瘦素水平。结果显示,随机限食使体重显著降低,重喂食后体重增加至对照组水平。驯化结束后,SFR-Re驯化小鼠基础代谢率增加,产热降低,褐色脂肪组织(BAT)细胞色素c氧化酶(COX)活性和解偶联蛋白1(UCP1)水平显著降低,摄入能、消化率和脂肪重量均显著高于自由取食的对照组小鼠,但血清瘦素水平组间差异不显著。即在食物资源丰富的条件下,经历食物短缺的动物将增加能量摄入和消化吸收效率以及脂肪组织能量贮存,从而导致体重的"补偿性增长",同时,血清瘦素可能在该过程中发挥重要作用。     

冷暴露对中缅树鼩适应性产热特征的影响

在冷暴露(5 ± 1℃)1 d,7 d,14 d 和21d 对中缅树鼩的肝脏、心脏、膈肌、腓肠肌和褐色脂肪组织(BAT)的总蛋白和线粒体蛋白含量、线粒体的状态Ⅳ呼吸能力、细胞色素C 氧化酶活力及血清中甲状腺激素的水平等指标进行了测定。结果表明:冷暴露过程中肝脏线粒体蛋白含量对低温的反应比总蛋白的反应剧烈,心脏和BAT 组织的线粒体蛋白含量也随着冷驯化时间的延长而显著增加,但腓肠肌的反应较为温和;各组织线粒体的状态Ⅳ呼吸能力均显著增强,除腓肠肌外其它各组织细胞色素C 氧化酶活性也随冷暴露时间的延长而急剧增加。说明在低温条件下,肝脏、腓肠肌、心脏和BAT 等组织都参与了体温调节的过程,在自然生境中,低温是重要的刺激产热的调节因子。     

外源瘦素注射对昆明和大理地区大绒鼠适应性产热的影响

小型哺乳动物通过产热能力的调整来应对环境的胁迫。为探究外源瘦素对不同地区大绒鼠(Eothenomys miletus)适应性产热的影响,选取云南昆明和大理地区捕获的大绒鼠各14只,置于25℃±1℃,光周期为12L∶12D的环境中,每日腹腔注射瘦素,持续28 d。以LT502电子天平每两天测定大绒鼠的体重,采用食物平衡法每两天测定大绒鼠摄食量,以便携式呼吸代谢测量系统每7天测定静止代谢率(RMR)、非颤抖性产热(NST)。第28天处死动物后,采用酶联免疫吸附法测定线粒体蛋白含量、线粒体细胞色素c氧化酶(COX)活性、解偶联蛋白1(UCP1)含量、血清三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、瘦素水平以及促甲状腺激素释放激素(TRH)和促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)水平。结果表明,注射瘦素后昆明和大理地区大绒鼠的体重和摄食量显著降低,RMR和NST增强,肝脏中线粒体蛋白含量和COX活性,褐色脂肪组织(BAT)中COX活性和UCP1含量,及血清T3、T4、T3/T4比值、TRH和CRH浓度均增加。瘦素水平与体重、摄食量呈负相关,血清T3水平与NST和UCP1含量呈正相关。此外,注射前昆...     

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。     

瘦蛋白调控小型哺乳动物产热的分子机制

瘦蛋白(leptin)是由脂肪细胞分泌的、肥胖基因编码的蛋白类激素,其在哺乳动物的体重调节和适应性产热中有重要作用。解偶联蛋白(uncoupling protein,UCP)是动物体内具有解偶联作用的一类蛋白质。UCP-1是分布于褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)线粒体内膜上的标志蛋白,其在冷适应和食物资源缺乏等条件下的产热作用已得到印证。UCP-2和UCP-3的生物学功能仍存在争论。瘦蛋白可以通过诱导UCP的表达来促进产热．瘦蛋白诱导UCP表达的机制有二：(1)瘦蛋白通过与下丘脑神经肽Y的拮抗作用诱导UCP的表达;(2)瘦蛋白以交感神经系统为媒介诱导UCP的表达。瘦蛋白诱导UCP-1的表达是调节BAT产热的主要途径。了解瘦蛋白与UCP在产热中的作用对于我们了解动物产热的分子机制和其对低温、营养缺乏等条件下的生理生态适应机制具有重要意义。     

外源褪黑激素通过调节摄食和产热降低大绒鼠的体重

褪黑激素（MEL）是一种向动物传递光周期信息的分子,也参与能量稳态的调节。为探讨外源褪黑激素对大绒鼠（Eothenomys miletus）体重、能量代谢及体温调节的影响,将大绒鼠置于（25 ± 1）℃,光周期12 L∶12 D（白昼与黑夜各12 h）的环境中,每日腹腔注射褪黑激素（20 μg/kg）,共28 d。结果发现,注射外源性褪黑激素后,大绒鼠的体重和摄食量显著降低,摄水量增加;核心体温和肩胛间皮肤温度显著升高;静止代谢率（RMR）和非颤抖性产热（NST）显著升高;肝和褐色脂肪组织（BAT）中的线粒体蛋白含量、细胞色素c氧化酶（COX）活性升高;褐色脂肪组织中的总蛋白、解偶联蛋白1（UCP1）、α-磷酸甘油氧化酶（α-PGO）、T45′-脱碘酶（T45′-DII）活性显著升高,但对肝总蛋白和α-PGO无显著影响;血清中瘦素、三碘甲腺原氨酸（T3）浓度显著上升,甲状腺素（T4）浓度显著降低。此外,注射褪黑激素后大绒鼠睾丸重量显著降低,表明其导致大绒鼠性腺退化。相关分析表明,解偶联蛋白1含量和三碘甲腺原氨酸浓度呈正相关,T45′-脱碘酶活性和三碘甲腺原氨酸含量呈正相关,暗示T45′-脱碘酶可能在褪黑激素诱导褐色脂肪组织产热中起重要作用。总之,外源褪黑激素可能通过抑制摄食和增加产热降低了大绒鼠的体重。     

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。     

冷刺激对小鼠脂肪组织褐色化和脂代谢的影响

目的:探讨4摄氏度冷刺激对小鼠脂肪组织褐色化的影响。方法:野生型小鼠在4摄氏度环境下饲养一周,称取小鼠重量并取不同的脂肪组织固定,进行HE染色;对血液中甘油三酯、脂肪酸的水平进行检测;检测不同脂肪组织中脂肪含量和相关蛋白的表达水平。结果:野生型小鼠在4℃环境下饲养一周后体重明显降低。血液中甘油三酯、脂肪酸和甘油的水平明显下降。皮下白色脂肪组织(subcutaneous white adipose tissue, SWAT),腹腔生殖腺旁白色脂肪(gonadal visceral white adipose tissue, GWAT)和褐色脂肪(brown adipose tissue, BAT)中的脂肪含量明显降低,其中SWAT和BAT中脂肪含量降低近50%。SWAT发生明显的褐色化现象,组织中出现含有多个脂滴的脂肪细胞,同时褐色化的标志蛋白UCP1(uncoupling protein 1)和Cidea明显增加。GWAT中脂滴仍呈现单室大脂滴,脂肪细胞变小,脂肪积累降低约14%,低于SWAT和BAT中的相应变化。BAT组织中脂滴明显变小,UCP1的表达明显增加。同时我们在三种脂肪组织中都观察到线粒体相关蛋白CPT1 (Carnitine palmitoyltransferase I)的明显增加。结论:冷刺激能明显改变小鼠的脂代谢状态,全身的脂肪积累明显降低。SWAT发生明显的褐色化现象,Cidea和UCP1的表达明显增加。SWAT, GWAT和BAT脂肪组织中有明显的线粒体活性的增加。     

冷驯化对中缅树鼩产热能力的影响

在 ( 5± 1)℃条件下对中缅树 (Tupaiabelangeri)进行低温胁迫处理 ( 0～ 2 8d) ,测定其冷驯化过程中的静止代谢率 (RMR)、非颤抖性产热 (NSTmax)、冷诱导最大产热 (CIRMR)、体重、体温等生理指标 ,探讨低温对中缅树产热能力的影响。结果表明 :①冷驯化期间中缅树体重增加 ,体温降低 ,产热能力显著增强 ;②在冷驯化过程中 ,增加RMR和CIRMR是中缅树抵抗低温胁迫的主要产热模式。