东洋界特有种-中缅树鼩褐色脂肪组织冷适应能量稳态维持中的作用

本项目以东洋界特有种-中缅树鼩Tupaia belageri为材料，从UCP1、mRNA、WAT和BAT细胞及线粒体、两种脂肪组织分布及变化状况(PEC-CT扫描)、以及能量代谢平衡和相关激素水平变化等水平，通过PEC-CT扫描，验证WAT和BAT可能的相互转化的可能性，同时，通过测定PRDM16和BMP7，首次探讨和验证中缅树鼩BAT细胞肌源性起源及其与低温胁迫之间的关系。建立典型东洋界小型哺乳动物-中缅树鼩在低温胁迫下能量稳态维持机制及其生存适应模式；也为阐明人类肥胖症提供实验依据。

本项目以东洋界特有种—中缅树鼩为材料，测定其UCP1mRNA、WAT和BAT细胞及线粒体、两种脂肪组织分布及变化状况(PEC-CT扫描)、以及能量代谢平衡和相关激素水平变化等水平，通过PEC-CT扫描，验证WAT和BAT可能的相互转化的可能性，同时，通过测定PRDM16和BMP7，首次探讨和验证中缅树鼩BAT细胞肌源性起源及其与低温胁迫之间的关系。将BAT细胞肌源性起源与Leptin信号途径相结合，系统对中缅树鼩能量稳态维持及其表型变化进行研究，建立中缅树鼩在低温胁迫下能量稳态维持机制及其生存适应模式，阐明BAT肌源性起源对动物能量稳态维持的适应意义。同时，也为阐明人类肥胖机制提供依据。研究结果表明：①季节性变化中，PRDM16和BMP7的表达量在冬季显著增加，下丘脑NPY的表达量在夏季最低，冬季最高，POMC和CART的表达量在夏季最高，冬季最低。②冷驯化条件下中缅树鼩COX-2、PGC-1α基因表达量增加，可能诱导了WAT中褐色脂肪细胞的形成。同时PPARα基因表达量也增加，增加了脂肪代谢；褐色脂肪组织颜色明显加深，重量增加5.83%，肩胛间处褐色脂肪组织占全身的23.6%；显微结构研究发现，褐色脂肪组织线细胞粒体直径增加43.4%，嵴数增加49.3%；③冷驯化组肝总蛋白含量、肝线粒体蛋白含量、呼吸状态Ⅲ和状态Ⅳ显著提高；体重、食物摄入量和解耦联蛋白1含量显著增加，血清瘦素含量降低，并且与血清瘦素含量呈负相关，基础代谢率和非颤抖性产热显著增加；④冷适应过程中，在短光照组中缅树鼩体重、能量摄入、细胞色素C氧化酶活性、UCP1和T3含量较长光照组高，T4含量较低，但是两组中缅树鼩的瘦素和褪黑激素含量不存在差异性；⑤脱冷驯化条件中，基础代谢率、体重、能量摄入和UCP1含量下降，瘦素含量增加，并与对照组不存在差异性。以上结果表明中缅树鼩对环境适应具有可塑性，在季节性变化或冷驯化过程中中缅树鼩可能存在WAT向BAT转化的可能性，促进褐色脂肪细胞的形成以增加非颤动性产热来适应冬季寒冷的环境，而且下丘脑神经肽在其能量代谢中具有重要的调节作用。此外，中缅树鼩瘦素对体重的调节模式与典型的北方兽类显著不同，这可能也代表了一种新的调节机制；同时，中缅树鼩对冷适应性具有较强的可塑性。中缅树鼩褐色脂肪组织重量和显微结构的变化与其产热需求有关；结合BMR和NST随冷驯化时间的变化，推测树鼩