Liggaamstemperatuur toon dat energie-inname kompenseer vir energie-uitgawes in normale gewig, maar nie die dieet-geïnduseerde manlike muise nie.

Dankie dat u Nature.com besoek het. Die blaaierweergawe wat u gebruik, het beperkte CSS -ondersteuning. Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat u 'n bygewerkte blaaier gebruik (of die versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer). Intussen sal ons die webwerf sonder style en JavaScript lewer om voortgesette ondersteuning te verseker.
Die meeste metaboliese studies by muise word by kamertemperatuur uitgevoer, hoewel muise onder hierdie toestande baie energie bestee om interne temperatuur te handhaaf. Hier beskryf ons normale gewig en dieet-geïnduseerde vetsug (DIO) in C57BL/6J muise wat chow chow gevoer het of 'n dieet van 45% hoë vet, onderskeidelik. Muise is 33 dae op 22, 25, 27,5 en 30 ° C in 'n indirekte kalorimetrie -stelsel geplaas. Ons toon aan dat energie -uitgawes lineêr van 30 ° C tot 22 ° C toeneem en ongeveer 30% hoër is by 22 ° C in albei muismodelle. In normale gewig muise het voedselinname EE teengewerk. Omgekeerd het DIO -muise nie die voedselinname verminder toe EE afgeneem het nie. Aan die einde van die studie het muise by 30 ° C hoër liggaamsgewig, vetmassa en plasma -gliserol en trigliseriede as muise by 22 ° C gehad. Die wanbalans in DIO-muise kan wees as gevolg van verhoogde plesiergebaseerde dieet.
Die muis is die dieremodel wat die meeste gebruik word vir die bestudering van menslike fisiologie en patofisiologie, en is dikwels die standaarddier wat in die vroeë stadiums van geneesmiddelontdekking en -ontwikkeling gebruik word. Muise verskil egter van mense op verskillende belangrike fisiologiese maniere, en hoewel allometriese skaal in 'n sekere mate gebruik kan word om in mense te vertaal, lê die groot verskille tussen muise en mense in termoregulering en energie -homeostase. Dit toon 'n fundamentele teenstrydigheid. Die gemiddelde liggaamsmassa van volwasse muise is minstens 'n duisend keer minder as dié van volwassenes (50 g teenoor 50 kg), en die oppervlakte-tot-massa-verhouding verskil met ongeveer 400 keer as gevolg van die nie-lineêre meetkundige transformasie wat deur MEE beskryf word . Vergelyking 2. As gevolg hiervan verloor muise aansienlik meer hitte relatief tot hul volume, dus is hulle meer sensitief vir temperatuur, meer geneig tot hipotermie, en het hulle 'n gemiddelde basale metaboliese tempo tien keer hoër as dié van mense. By standaard kamertemperatuur (~ 22 ° C) moet muise hul totale energie -uitgawes (EE) met ongeveer 30% verhoog om die kern van die liggaamstemperatuur te handhaaf. By laer temperature neem EE selfs meer met ongeveer 50% en 100% by 15 en 7 ° C in vergelyking met EE by 22 ° C. Dus, standaard behuisingstoestande veroorsaak 'n koue stresrespons, wat die oordraagbaarheid van muisresultate aan mense kan in die gedrang bring, aangesien mense wat in moderne samelewings woon, die meeste van hul tyd in termoneutrale toestande spandeer (omdat ons laer gebiedsverhouding tot volume kom, maak ons ​​minder sensitief vir temperatuur, aangesien ons 'n termoneutrale sone (TNZ) rondom ons skep. Hierdie belangrike aspek het in die afgelope jaar 4 tot 2-4 ° C7,8 oor die afgelope jaar groot aandag geniet, 4,8,9,10,11,12 en daar word voorgestel dat sommige “spesiesverskille” versag kan word deur die verhoging van Skulp temperatuur 9. Daar is egter geen konsensus oor die temperatuurbereik wat termoneutraliteit by muise uitmaak nie. Of die laer kritieke temperatuur in die termoneutrale reeks by enkelknie-muise nader aan 25 ° C is of nader aan 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 bly kontroversieel. EE en ander metaboliese parameters is beperk tot ure tot dae, dus die mate waarin langdurige blootstelling aan verskillende temperature metaboliese parameters soos liggaamsgewig kan beïnvloed, is onduidelik. consumption, substrate utilization, glucose tolerance, and plasma lipid and glucose concentrations and appetite-regulating hormones. Daarbenewens is verdere navorsing nodig om vas te stel in watter mate dieet hierdie parameters (DIO-muise op 'n hoë-vet dieet kan beïnvloed, meer gerig is op 'n plesiergebaseerde (hedoniese) dieet). Om meer inligting oor hierdie onderwerp te verskaf, het ons die effek van die verhoogtemperatuur op die bogenoemde metaboliese parameters by normale volwasse manlike muise en dieet-geïnduseerde vetsugtige (DIO) manlike muise op 'n 45% hoëvet-dieet ondersoek. Mice were kept at 22, 25, 27.5, or 30°C for at least three weeks. Temperatures below 22°C have not been studied because standard animal housing is rarely below room temperature. Ons het gevind dat normale gewig en enkel-sirkel DIO-muise op soortgelyke wyse reageer op veranderinge in die omhulseltemperatuur in terme van EE en ongeag die omhulseltoestand (met of sonder skuiling/nesmateriaal). Terwyl normale gewig muise hul voedselinname volgens EE egter aangepas het, was die voedselinname van DIO -muise grootliks onafhanklik van EE, wat daartoe gelei het dat muise meer gewig optel. Volgens die liggaamsgewigdata het plasmakonsentrasies van lipiede en ketonliggame getoon dat DIO -muise by 30 ° C 'n meer positiewe energiebalans gehad het as muise by 22 ° C. Die onderliggende redes vir verskille in die balans van energieinname en EE tussen normale gewig en DIO-muise verg verdere studie, maar kan verband hou met patofisiologiese veranderinge in DIO-muise en die effek van plesiergebaseerde dieet as gevolg van 'n vetsugtige dieet.
EE het lineêr van 30 tot 22 ° C toegeneem en was ongeveer 30% hoër by 22 ° C vergeleke met 30 ° C (Fig. 1A, B). Die respiratoriese wisselkoers (RER) was onafhanklik van temperatuur (Fig. 1C, D). Voedselinname was in ooreenstemming met die EE -dinamika en het toegeneem met dalende temperatuur (ook ~ 30% hoër by 22 ° C vergeleke met 30 ° C (Fig. 1E, F). Waterinname. Volume en aktiwiteitsvlak was nie afhanklik van temperatuur nie (Fig. 1g).
Manlike muise (C57BL/6J, 20 weke oud, individuele behuising, n = 7) is 'n week voor die aanvang van die studie in metaboliese hokke by 22 ° C gehuisves. Twee dae na die versameling van agtergronddata, is die temperatuur verhoog in 2 ° C inkremente om 06:00 uur per dag (begin van die ligfase). Data word aangebied as gemiddelde ± standaardfout van die gemiddelde, en die donker fase (18: 00–06: 00 uur) word deur 'n grys vak voorgestel. 'N Energie -uitgawes (KCAL/H), B Totale energie -uitgawes by verskillende temperature (KCAL/24 uur), C respiratoriese wisselkoers (VCO2/VO2: 0.7–1.0), D Gemiddelde RER in ligte en donker (VCO2/VO2) fase (nulwaarde word gedefinieer as 0,7). E Kumulatiewe voedselinname (G), F 24H Totale voedselinname, G 24H Totale waterinname (ML), H 24H Totale waterinname, I Kumulatiewe aktiwiteitsvlak (M) en J Totale aktiwiteitsvlak (M/24H). ). Die muise is 48 uur by die aangeduide temperatuur gehou. Data getoon vir 24, 26, 28 en 30 ° C verwys na die laaste 24 uur van elke siklus. Die muise het gedurende die hele studie gevoer. Statistiese betekenisvolheid is getoets deur herhaalde metings van eenrigting ANOVA, gevolg deur Tukey se meervoudige vergelykingstoets. Asterisse dui op die betekenis van die aanvanklike waarde van 22 ° C, skaduwee dui op die betekenis van ander groepe soos aangedui. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， ** p <0,01 ， ** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， ** p <0,01 ， ** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001.Gemiddelde waardes is bereken vir die hele eksperimentele periode (0-192 uur). n = 7.
Soos in die geval van normale gewig muise, het EE lineêr toegeneem met dalende temperatuur, en in hierdie geval was EE ook ongeveer 30% hoër by 22 ° C in vergelyking met 30 ° C (Fig. 2A, B). RER het nie by verskillende temperature verander nie (Fig. 2C, D). In teenstelling met normale gewig muise, was voedselinname nie in ooreenstemming met EE as 'n funksie van kamertemperatuur nie. Voedselinname, waterinname en aktiwiteitsvlak was onafhanklik van temperatuur (Fig. 2E - J).
Manlike (C57BL/6J, 20 weke) DIO -muise is individueel in metaboliese hokke by 22 ° C vir 'n week voor die aanvang van die studie gehuisves. Muise kan 45% HFD ad libitum gebruik. Na akklimatisering vir twee dae, is basisdata versamel. Daarna is die temperatuur elke ander dag om 06:00 in stappe van 2 ° C verhoog (begin van die ligfase). Data word aangebied as gemiddelde ± standaardfout van die gemiddelde, en die donker fase (18: 00–06: 00 uur) word deur 'n grys vak voorgestel. 'N Energie -uitgawes (KCAL/H), B Totale energie -uitgawes by verskillende temperature (KCAL/24 uur), C respiratoriese wisselkoers (VCO2/VO2: 0.7–1.0), D Gemiddelde RER in ligte en donker (VCO2/VO2) fase (nulwaarde word gedefinieer as 0,7). E Kumulatiewe voedselinname (G), F 24H Totale voedselinname, G 24H Totale waterinname (ML), H 24H Totale waterinname, I Kumulatiewe aktiwiteitsvlak (M) en J Totale aktiwiteitsvlak (M/24H). ). Die muise is 48 uur by die aangeduide temperatuur gehou. Data getoon vir 24, 26, 28 en 30 ° C verwys na die laaste 24 uur van elke siklus. Muise is tot aan die einde van die studie op 45% HFD gehandhaaf. Statistiese betekenisvolheid is getoets deur herhaalde metings van eenrigting ANOVA, gevolg deur Tukey se meervoudige vergelykingstoets. Asterisse dui op die betekenis van die aanvanklike waarde van 22 ° C, skaduwee dui op die betekenis van ander groepe soos aangedui. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001.Gemiddelde waardes is bereken vir die hele eksperimentele periode (0-192 uur). n = 7.
In 'n ander reeks eksperimente het ons die effek van omgewingstemperatuur op dieselfde parameters ondersoek, maar hierdie keer tussen groepe muise wat voortdurend by 'n sekere temperatuur gehou is. Muise is in vier groepe verdeel om statistiese veranderinge in die gemiddelde en standaardafwyking van liggaamsgewig, vet en normale liggaamsgewig te minimaliseer (Fig. 3A - C). Na 7 dae van akklimatisering is 4,5 dae van EE aangeteken. EE word aansienlik beïnvloed deur die omgewingstemperatuur gedurende dagligure en snags (Fig. 3D), en neem lineêr toe namate die temperatuur van 27,5 ° C tot 22 ° C daal (Fig. 3E). In vergelyking met ander groepe, is die RER van die 25 ° C -groep ietwat verminder, en daar was geen verskille tussen die oorblywende groepe nie (Fig. 3F, G). Voedselinname parallel met die EE -patroon A het met ongeveer 30% by 22 ° C toegeneem in vergelyking met 30 ° C (Fig. 3H, I). Waterverbruik en aktiwiteitsvlakke het nie betekenisvol tussen groepe verskil nie (Fig. 3J, K). Blootstelling aan verskillende temperature vir tot 33 dae het nie tot verskille in liggaamsgewig, maer massa en vetmassa tussen die groepe gelei nie (Fig. 3N-S), maar het gelei tot 'n afname in die maer liggaamsmassa van ongeveer 15% in vergelyking met Self-gerapporteerde tellings (Fig. 3N-S). 3b, r, c)) en die vetmassa het met meer as 2 keer toegeneem (van ~ 1 g tot 2-3 g, Fig. 3c, t, c). Ongelukkig het die 30 ° C -kabinet kalibrasiefoute en kan dit nie akkurate EE- en RER -data verskaf nie.
- Liggaamsgewig (A), maer massa (B) en vetmassa (C) na 8 dae (een dag voor die oordrag na die sabelstelsel). D Energieverbruik (KCAL/H). E Gemiddelde energieverbruik (0–108 uur) by verskillende temperature (KCAL/24 uur). F Respiratoriese uitruilverhouding (RER) (VCO2/VO2). G gemiddelde RER (VCO2/VO2). h Totale voedselinname (g). Ek bedoel voedselinname (g/24 uur). J Totale waterverbruik (ML). K Gemiddelde waterverbruik (ML/24 uur). L Kumulatiewe aktiwiteitsvlak (M). m Gemiddelde aktiwiteitsvlak (m/24 uur). n liggaamsgewig op die 18de dag, o verandering in liggaamsgewig (van -8ste tot 18de dag), p maer massa op die 18de dag, q verandering in maer massa (van -8ste tot 18de dag), r vetmassa op dag 18 , en verandering in vetmassa (van -8 tot 18 dae). Die statistiese betekenis van herhaalde maatreëls is deur OneWay-ANOVA getoets, gevolg deur Tukey se meervoudige vergelykingstoets. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， ** p <0,01 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， ** p <0,01 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001.Data word aangebied as gemiddelde + standaardfout van die gemiddelde, die donker fase (18: 00-06: 00 uur) word deur grys bokse voorgestel. Die kolletjies op die histogramme verteenwoordig individuele muise. Gemiddelde waardes is bereken vir die hele eksperimentele periode (0-108 uur). n = 7.
Muise is in die liggaamsgewig, maer massa en vetmassa by die basislyn (Fig. 4A - C) gekoppel en op 22, 25, 27.5 en 30 ° C gehandhaaf soos in studies met normale gewig muise. . By die vergelyking van groepe muise het die verhouding tussen EE en temperatuur 'n soortgelyke lineêre verwantskap met temperatuur mettertyd by dieselfde muise getoon. Dus het muise op 22 ° C ongeveer 30% meer energie verbruik as muise wat op 30 ° C gehou is (Fig. 4D, E). By die bestudering van effekte by diere het die temperatuur nie altyd RER beïnvloed nie (Fig. 4F, G). Voedselinname, waterinname en aktiwiteit is nie beduidend deur temperatuur beïnvloed nie (Fig. 4H - M). Na 33 dae se grootmaak het muise by 30 ° C 'n aansienlik hoër liggaamsgewig gehad as muise by 22 ° C (Fig. 4N). In vergelyking met hul onderskeie basislynpunte, het muise wat by 30 ° C grootgemaak is, aansienlik hoër liggaamsgewigte gehad as muise wat by 22 ° C grootgemaak is (gemiddelde ± standaardfout van die gemiddelde: Fig. 4O). Die relatiewe hoër gewigstoename was te wyte aan 'n toename in vetmassa (Fig. 4P, Q) eerder as 'n toename in maer massa (Fig. 4R, S). In ooreenstemming met die laer EE -waarde by 30 ° C, is die uitdrukking van verskillende BAT -gene wat die BAT -funksie/aktiwiteit verhoog, verminder by 30 ° C in vergelyking met 22 ° C: ADRA1A, ADRB3 en PRDM16. Ander sleutelgene wat ook BAT -funksie/aktiwiteit verhoog, is nie beïnvloed nie: SEMA3A (neurietgroeiregulering), TFAM (mitochondriale biogenese), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (glukoneogenese) en CPT1A. Verbasend genoeg het UCP1 en VEGF-A, wat verband hou met verhoogde termogene aktiwiteit, nie in die 30 ° C-groep afgeneem nie. In werklikheid was UCP1-vlakke in drie muise hoër as in die 22 ° C-groep, en VEGF-A en ADRB2 was aansienlik verhoog. In vergelyking met die 22 ° C -groep, het muise wat op 25 ° C en 27,5 ° C gehandhaaf is, geen verandering getoon nie (aanvullende figuur 1).
- Liggaamsgewig (A), maer massa (B) en vetmassa (C) na 9 dae ('n dag voor die oordrag na die sabelstelsel). D Energieverbruik (EE, KCAL/H). E Gemiddelde energieverbruik (0–96 uur) by verskillende temperature (KCAL/24 uur). F Respiratoriese uitruilverhouding (RER, VCO2/VO2). G gemiddelde RER (VCO2/VO2). h Totale voedselinname (g). Ek bedoel voedselinname (g/24 uur). J Totale waterverbruik (ML). K Gemiddelde waterverbruik (ML/24 uur). L Kumulatiewe aktiwiteitsvlak (M). m Gemiddelde aktiwiteitsvlak (m/24 uur). n liggaamsgewig op dag 23 (g), o verandering in liggaamsgewig, p maer massa, q verandering in maer massa (g) op dag 23 in vergelyking met dag 9, verandering in vetmassa (g) op 23 -dag, vet Massa (g) in vergelyking met dag 8, dag 23 in vergelyking met -8ste dag. Die statistiese betekenis van herhaalde maatreëls is deur OneWay-ANOVA getoets, gevolg deur Tukey se meervoudige vergelykingstoets. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001.Data word aangebied as gemiddelde + standaardfout van die gemiddelde, die donker fase (18: 00-06: 00 uur) word deur grys bokse voorgestel. Die kolletjies op die histogramme verteenwoordig individuele muise. Gemiddelde waardes is bereken vir die hele eksperimentele periode (0-96 uur). n = 7.
Soos mense, skep muise dikwels mikro -omgewings om hitteverlies in die omgewing te verminder. Om die belangrikheid van hierdie omgewing vir EE te kwantifiseer, het ons EE op 22, 25, 27,5 en 30 ° C geëvalueer, met of sonder leerwagte en nesmateriaal. By 22 ° C verminder die toevoeging van standaardvelle EE met ongeveer 4%. Die daaropvolgende toevoeging van nesmateriaal het die EE met 3-4% verminder (Fig. 5A, B). Geen noemenswaardige veranderinge in RER, voedselinname, waterinname of aktiwiteitsvlakke is waargeneem met die toevoeging van huise of velle + beddegoed nie (Figuur 5i - P). Die toevoeging van vel- en nesmateriaal het EE ook aansienlik verminder by 25 en 30 ° C, maar die antwoorde was kwantitatief kleiner. By 27,5 ° C is geen verskil waargeneem nie. In hierdie eksperimente het EE veral met toenemende temperatuur afgeneem, in hierdie geval ongeveer 57% laer as EE by 30 ° C vergeleke met 22 ° C (Fig. 5C - H). Dieselfde analise is slegs uitgevoer vir die ligfase, waar die EE nader aan die basale metaboliese tempo was, aangesien die muise in hierdie geval meestal in die vel uitgerus is, wat gelei het tot vergelykbare effekgroottes by verskillende temperature (aanvullende Fig. 2A - H) .
Data vir muise uit skuiling en nesmateriaal (donkerblou), huis, maar geen nesmateriaal (ligblou) en huis- en nesmateriaal (oranje) nie. Energieverbruik (EE, KCAL/H) vir kamers A, C, E en G op 22, 25, 27,5 en 30 ° C, B, D, F en H beteken EE (KCAL/H). IP -data vir muise gehuisves by 22 ° C: I Respiratoriese tempo (RER, VCO2/VO2), J Gemiddelde RER (VCO2/VO2), K Kumulatiewe voedselinname (G), l Gemiddelde voedselinname (g/24 uur), M Totale waterinname (ML), N Gemiddelde waterinname AUC (ML/24H), O Totale aktiwiteit (M), P Gemiddelde aktiwiteitsvlak (M/24H). Data word aangebied as gemiddelde + standaardfout van die gemiddelde, die donker fase (18: 00-06: 00 uur) word deur grys bokse voorgestel. Die kolletjies op die histogramme verteenwoordig individuele muise. Die statistiese betekenis van herhaalde maatreëls is deur OneWay-ANOVA getoets, gevolg deur Tukey se meervoudige vergelykingstoets. *P <0,05, ** p <0,01. *P <0,05, ** p <0,01. *Р <0,05, ** р <0,01. *P <0,05, ** p <0,01. *P <0,05 ， ** p <0,01。 *P <0,05 ， ** p <0,01。 *Р <0,05, ** р <0,01. *P <0,05, ** p <0,01.Gemiddelde waardes is bereken vir die hele eksperimentele periode (0-72 uur). n = 7.
In normale gewig muise (2-3 uur vas), het die grootmaak by verskillende temperature nie beduidende verskille in plasmakonsentrasies van TG, 3-Hb, cholesterol, ALT en AST tot gevolg gehad nie, maar HDL as 'n funksie van temperatuur. Figuur 6A-E). Vaste plasmakonsentrasies van leptien, insulien, C-peptied en glukagon het ook nie tussen groepe verskil nie (Figuur 6G-J). Op die dag van die glukosetoleransietoets (na 31 dae by verskillende temperature) was die basislyn-bloedglukosevlak (5-6 uur vas) ongeveer 6,5 mM, met geen verskil tussen die groepe nie. Toediening van orale glukose het die bloedglukosekonsentrasies aansienlik in alle groepe verhoog, maar beide piekkonsentrasie en inkrementele oppervlakte onder die kurwes (IAUCS) (15-120 min) was laer in die groep muise wat by 30 ° C gehuisves is (individuele tydpunte: P <0,05 - P <0,0001, Fig. 6K, L) in vergelyking met die muise wat op 22, 25 en 27,5 ° C gehuisves is (wat nie tussen mekaar verskil het nie). Toediening van orale glukose het die bloedglukosekonsentrasies aansienlik in alle groepe verhoog, maar beide piekkonsentrasie en inkrementele oppervlakte onder die kurwes (IAUCS) (15-120 min) was laer in die groep muise wat by 30 ° C gehuisves is (individuele tydpunte: P <0,05 - P <0,0001, Fig. 6K, L) in vergelyking met die muise wat op 22, 25 en 27,5 ° C gehuisves word (wat nie tussen mekaar verskil het nie). 'N концентрация, тк и площадь приращения под кривыы (IAUC) (15–120 мин) ыыли ижж в гря 30 ыш ыш, содеяя п п ышыш ccc cc соееяяя en различались между собой). Orale toediening van glukose het die bloedglukosekonsentrasies in alle groepe aansienlik verhoog, maar beide piekkonsentrasie en inkrementele oppervlakte onder die kurwes (IAUC) (15-120 min) was laer in die 30 ° C muisgroep (aparte tydpunte: p <0,05– P <0,0001, Fig. 6K, L) in vergelyking met muise wat op 22, 25 en 27,5 ° C gehou is (wat nie van mekaar verskil nie).口服葡萄糖的给药显着增加了所有组的血糖浓度 ， 但在 30 ° C 饲养的小鼠组中 ， 峰值浓度和曲线下增加面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均较低 （各个时间点： P <0,05 - P <0,0001 ， 图 6k ， L） 与饲养在 22、25 和 27,5 ° C 的小鼠 （彼此之间没有差异） 相比。口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 ° C 饲养 小鼠组 中 ， 浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点点 ： ： P <0,05 - P < 0.0001 ， 图 6k ， l） 与饲养在 22、25 和 27.5 ° C 的小鼠 （彼此之间没有差异） 相比。Orale toediening van glukose het die bloedglukosekonsentrasies in alle groepe aansienlik verhoog, maar beide piekkonsentrasie en oppervlakte onder die kromme (IAUC) (15-120 min) was laer in die muisgroep 30 ° C (alle tydpunte).: P <0,05 - P <0,0001, рис. : P <0,05 - P <0,0001, fig.6L, l) in vergelyking met muise wat op 22, 25 en 27,5 ° C gehou word (geen verskil van mekaar nie).
Plasmakonsentrasies van TG, 3-Hb, cholesterol, HDL, ALT, AST, FFA, Glycerol, Leptin, Insulin, C-peptied en glukagon word na 33 dae se voeding by die aangeduide temperatuur getoon . Muise is nie 2-3 uur voor bloedmonsterneming gevoer nie. Die uitsondering was 'n orale glukosetoleransietoets, wat twee dae voor die einde van die studie op muise vir 5-6 uur gevas is en 31 dae by die toepaslike temperatuur gehou is. Muise is met 2 g/kg liggaamsgewig uitgedaag. Die gebied onder die kurwe -data (L) word uitgedruk as inkrementele data (IAUC). Data word aangebied as gemiddelde ± SEM. Die kolletjies verteenwoordig individuele monsters. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05 ， ** p <0,01 ， ** p <0,001 ， **** p <0,0001 ， n = 7。 *P <0,05 ， ** p <0,01 ， ** p <0,001 ， **** p <0,0001 ， n = 7。 *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7.
In DIO-muise (ook vir 2-3 uur gevas), het die plasma-cholesterol-, HDL-, ALT-, AST- en FFA-konsentrasies nie tussen groepe verskil nie. Beide TG en gliserol was aansienlik verhoog in die 30 ° C -groep in vergelyking met die 22 ° C -groep (Figuur 7A - H). In teenstelling hiermee was 3 GB ongeveer 25% laer by 30 ° C vergeleke met 22 ° C (Figuur 7b). Alhoewel muise wat op 22 ° C gehandhaaf is, 'n algehele positiewe energiebalans gehad het, soos voorgestel deur gewigstoename, dui die verskille in plasmakonsentrasies van TG, gliserol en 3-Hb voor dat muise by 22 ° C was toe die monsterneming minder was as by 22 ° was C. ° C. Muise wat by 30 ° C grootgemaak is, was in 'n relatief meer energiek negatiewe toestand. In ooreenstemming hiermee was lewerkonsentrasies van onttrekbare gliserol en TG, maar nie glikogeen en cholesterol nie, hoër in die 30 ° C-groep (aanvullende Fig. 3A-D). Om te ondersoek of die temperatuurafhanklike verskille in lipolise (soos gemeet aan plasma TG en gliserol) die resultaat is van interne veranderinge in epididimale of inguinale vet, het ons aan die winkels aan die einde van die studie onttrek en die vrye vetsuur ex gekwantifiseer vivo. en vrystelling van gliserol. In alle eksperimentele groepe het vetweefselmonsters van epididimale en inguinale depots ten minste 'n tweevoudige toename in gliserol- en FFA-produksie getoon in reaksie op isoproterenolstimulasie (aanvullende Fig. 4A-D). Geen effek van die doptemperatuur op basale of isoproterenol-gestimuleerde lipolise is egter gevind nie. In ooreenstemming met die hoër liggaamsgewig en vetmassa, was plasma -leptienvlakke aansienlik hoër in die 30 ° C -groep as in die 22 ° C -groep (Figuur 7i). Inteendeel, die plasmavlakke van insulien en C-peptied het nie tussen temperatuurgroepe verskil nie (Fig. 7K, K), maar plasma-glukagon het 'n afhanklikheid van temperatuur getoon, maar in hierdie geval was byna 22 ° C in die teenoorgestelde groep twee keer vergelyk. tot 30 ° C. Van. Groep C (Fig. 7L). FGF21 het nie tussen verskillende temperatuurgroepe verskil nie (Fig. 7M). Op die dag van OGTT was die bloedglukose van die basislyn ongeveer 10 mM en het dit nie verskil tussen muise wat by verskillende temperature gehuisves is nie (Fig. 7N). Orale toediening van glukose het die bloedglukosevlakke verhoog en 'n hoogtepunt bereik in alle groepe met 'n konsentrasie van ongeveer 18 mM 15 minute na dosering. Daar was geen noemenswaardige verskille in IAUC (15-120 min) en konsentrasies op verskillende tydpunte na die dosis nie (15, 30, 60, 90 en 120 min) (Figuur 7N, O).
Plasmakonsentrasies van TG, 3-HB, cholesterol, HDL, ALT, AST, FFA, Glycerol, Leptin, Insulin, C-peptied, glukagon en FGF21 is na 33 dae se voedingsmuise getoon. gespesifiseerde temperatuur. Muise is nie 2-3 uur voor bloedmonsterneming gevoer nie. Die orale glukosetoleransietoets was 'n uitsondering, aangesien dit twee dae voor die einde van die studie by 'n dosis van 2 g/kg liggaamsgewig uitgevoer is, by muise wat 5-6 uur gevas het en 31 dae by die toepaslike temperatuur gehou is. Die oppervlakte onder die kurwe -data (O) word as inkrementele data (IAUC) getoon. Data word aangebied as gemiddelde ± SEM. Die kolletjies verteenwoordig individuele monsters. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05 ， ** p <0,01 ， ** p <0,001 ， **** p <0,0001 ， n = 7。 *P <0,05 ， ** p <0,01 ， ** p <0,001 ， **** p <0,0001 ， n = 7。 *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7.
Die oordraagbaarheid van knaagdierdata aan mense is 'n ingewikkelde saak wat 'n sentrale rol speel in die interpretasie van die belangrikheid van waarnemings in die konteks van fisiologiese en farmakologiese navorsing. Om ekonomiese redes en om navorsing te vergemaklik, word muise dikwels by kamertemperatuur onder hul termoneutrale sone gehou, wat lei tot die aktivering van verskillende kompenserende fisiologiese stelsels wat die metaboliese tempo verhoog en die vertaalbaarheid moontlik benadeel9. Dus kan blootstelling van muise aan koue muise wat weerstandig is teen die dieet-geïnduseerde vetsug, en dit kan hiperglykemie by streptozotocin-behandelde rotte voorkom as gevolg van verhoogde nie-insulienafhanklike glukose-vervoer. Dit is egter nie duidelik in watter mate langdurige blootstelling aan verskillende relevante temperature (van kamer tot termoneutraal) die verskillende energie -homeostase van normale muise (op voedsel) en DIO -muise (op HFD) en metaboliese parameters beïnvloed nie, sowel as die omvang waaraan hulle 'n toename in EE kon balanseer met 'n toename in voedselinname. Die studie wat in hierdie artikel aangebied word, is daarop gemik om hierdie onderwerp duidelik te maak.
Ons toon aan dat volwasse muise en manlike DIO -muise in normale gewig omgekeerd verband hou met kamertemperatuur tussen 22 en 30 ° C. Dus was EE by 22 ° C ongeveer 30% hoër as by 30 ° C. in albei muismodelle. 'N Belangrike verskil tussen normale muise en DIO -muise is egter dat hoewel normale gewig muise by laer temperature ooreenstem deur die voedselinname volgens die voedselinname aan te pas, die voedselinname van DIO -muise op verskillende vlakke gewissel het. Die studietemperature was soortgelyk. Na een maand het DIO -muise op 30 ° C meer liggaamsgewig en vetmassa opgedoen as muise wat op 22 ° C gehou is, terwyl normale mense by dieselfde temperatuur gehou het en vir dieselfde tydperk nie tot koors gelei het nie. afhanklike verskil in liggaamsgewig. gewig muise. In vergelyking met die temperatuur naby termoneutraal of by kamertemperatuur, het groei by kamertemperatuur gelei tot DIO of normale gewig muise op 'n dieet met 'n hoë vet, maar nie op 'n normale gewig van die muis om relatief minder gewig te kry nie. liggaam. Ondersteun deur ander studies17,18,19,20,21, maar nie deur All22,23 nie.
Die vermoë om 'n mikro -omgewing te skep om hitteverlies te verminder, word veronderstel om termiese neutraliteit na links te verskuif. Ons data ondersteun dus nie dat die laagtepunt van termoneutraliteit by enkel-knie-volwasse muise, met of sonder omgewingsverrykte huise, 26-28 ° C moet wees soos aangetoon8,12 nie, maar dit ondersteun ander studies wat termoneutraliteit toon. Temperatuur van 30 ° C in laagpunt muise7, 10, 24. Om sake te bemoeilik, is getoon dat die termoneutrale punt by muise nie staties is gedurende die dag nie, aangesien dit laer is tydens die rustende (ligte) fase, moontlik as gevolg van laer kalorieë produksie as gevolg van aktiwiteit en die dieet-geïnduseerde termogenese. Dus, in die ligfase, blyk die onderste punt van termiese neutraliteit ~ 29 ° с te wees, en in die donker fase, ~ 33 ° с25.
Uiteindelik word die verband tussen die omgewingstemperatuur en die totale energieverbruik bepaal deur hitteverspreiding. In hierdie konteks is die verhouding van oppervlakte tot volume 'n belangrike bepaling van termiese sensitiwiteit, wat beide hittedissipasie (oppervlakarea) en hitte -opwekking (volume) beïnvloed. Benewens die oppervlakte, word hitte -oordrag ook bepaal deur isolasie (tempo van hitte -oordrag). By mense kan vetmassa hitteverlies verminder deur 'n isolerende versperring rondom die liggaamskil te skep, en daar word voorgestel dat vetmassa ook belangrik is vir termiese isolasie by muise, wat die termoneutrale punt verlaag en die sensitiwiteit van die temperatuur onder die termiese neutrale punt verminder ( kurwe helling). omgewingstemperatuur in vergelyking met ee) 12. Ons studie is nie ontwerp om hierdie vermeende verhouding direk te beoordeel nie, omdat data van liggaamsamestelling 9 dae voordat energie -uitgawes versamel is, versamel is en omdat vetmassa nie gedurende die studie stabiel was nie. Aangesien normale gewig- en DIO-muise egter 30% laer EE by 30 ° C het as by 22 ° C, ondanks ten minste 'n vyfvoudige verskil in vetmassa, ondersteun ons data nie dat vetsug basiese isolasie moet bied nie. faktor, ten minste nie in die ondersoekte temperatuurreeks nie. Dit is in ooreenstemming met ander studies wat beter ontwerp is om hierdie4,24 te verken. In hierdie studies was die isolerende effek van vetsug klein, maar daar is gevind dat pels 30-50% van die totale termiese isolasie 4,24 lewer. By dooie muise het termiese geleidingsvermoë egter onmiddellik na die dood met ongeveer 450% toegeneem, wat daarop dui dat die isolerende effek van die pels nodig is vir fisiologiese meganismes, insluitend vasokonstriksie, om te werk. Benewens spesieverskille in pels tussen muise en mense, kan die swak isolerende effek van vetsug by muise ook deur die volgende oorwegings beïnvloed word: die isolerende faktor van menslike vetmassa word hoofsaaklik bemiddel deur onderhuidse vetmassa (dikte) 26,27. Tipies by knaagdiere minder as 20% van die totale diere -vet28. Daarbenewens is die totale vetmassa moontlik nie eens 'n suboptimale maatstaf van die termiese isolasie van 'n individu nie, aangesien daar aangevoer is dat verbeterde termiese isolasie teengewerk word deur die onvermydelike toename in die oppervlakte (en dus verhoogde hitteverlies) namate die vetmassa toeneem. .
In normale gewig muise, vastende plasmakonsentrasies van TG, 3-HB, cholesterol, HDL, ALT en AST het byna 5 weke lank nie by verskillende temperature verander nie, waarskynlik omdat die muise in dieselfde toestand van energiebalans was. was dieselfde in gewig en liggaamsamestelling as aan die einde van die studie. In ooreenstemming met die ooreenkoms in vetmassa, was daar ook geen verskille in plasma-leptienvlakke nie, en ook nie in die vas van insulien, C-peptied en glukagon nie. Meer seine is by DIO -muise gevind. Alhoewel muise by 22 ° C ook nie 'n algehele negatiewe energiebalans in hierdie toestand gehad het nie (aangesien dit gewig opgedoen het), was hulle aan die einde van die studie relatief meer energie -tekort in vergelyking met muise wat by 30 ° C grootgemaak is, in toestande soos soos Hoë ketone. Produksie deur die liggaam (3 GB) en 'n afname in die konsentrasie van gliserol en TG in plasma. Temperatuurafhanklike verskille in lipolise blyk egter nie die resultaat te wees van intrinsieke veranderinge in epididimale of inguinale vet nie, soos veranderinge in die uitdrukking van adipohormoon-responsiewe lipase, aangesien FFA en gliserol vrygestel word uit vet wat uit hierdie depots onttrek is, tussen temperatuur is Groepe is soortgelyk aan mekaar. Alhoewel ons nie simpatieke toon in die huidige studie ondersoek het nie, het ander gevind dat dit (gebaseer op hartklop en gemiddelde arteriële druk) lineêr verband hou met die omgewingstemperatuur by muise en ongeveer 30 ° C is as by 22 ° C 20% C Dus kan temperatuurafhanklike verskille in simpatieke toon 'n rol speel in lipolise in ons studie, maar aangesien 'n toename in simpatiese toon stimuleer eerder as om lipolise te belemmer, kan ander meganismes hierdie afname in gekweekte teenwerk teenwerk muise. Potensiële rol in die afbreek van liggaamsvet. Kamertemperatuur. Verder word 'n deel van die stimulerende effek van simpatiese toon op lipolise indirek bemiddel deur 'n sterk remming van insulienafskeiding, wat die effek van insulienonderbrekingsaanvulling op lipolise30 beklemtoon, maar in ons studie was die vas van plasma-insulien en c-peptied-simpatieke toon by verskillende temperature was Nie genoeg om lipolise te verander nie. In plaas daarvan het ons gevind dat verskille in energiestatus waarskynlik die belangrikste bydraer tot hierdie verskille in DIO -muise was. Die onderliggende redes wat lei tot 'n beter regulering van voedselinname met EE in normale gewig muise, benodig verdere studie. Oor die algemeen word voedselinname egter beheer deur homeostatiese en hedoniese leidrade31,32,33. Alhoewel daar 'n debat bestaan ​​oor watter van die twee seine kwantitatief belangriker is, is 31,32,33 dit bekend dat langtermynverbruik van voedsel met 'n hoë vet tot meer plesiergebaseerde eetgedrag lei wat tot 'n sekere mate nie verband hou nie Homeostase. . - Gereguleerde voedselinname34,35,36. Daarom kan die verhoogde hedoniese voedingsgedrag van DIO -muise wat met 45% HFD behandel is, een van die redes wees waarom hierdie muise nie die voedselinname met EE balanseer nie. Interessant genoeg is die verskille in eetlus- en bloedglukose-regulerende hormone ook waargeneem in die temperatuurbeheerde DIO-muise, maar nie by normale muise nie. By DIO -muise het plasma -leptienvlakke gestyg met temperatuur en glukagonvlakke het met temperatuur gedaal. Die mate waarin die temperatuur hierdie verskille direk kan beïnvloed hoogs gekorreleer37. Die interpretasie van die glukagonsein is egter meer verwarrend. Soos met insulien, is glukagon -sekresie sterk geïnhibeer deur 'n toename in simpatieke toon, maar die hoogste simpatieke toon is voorspel dat dit in die 22 ° C -groep sou wees, wat die hoogste plasma -glukagon -konsentrasies gehad het. Insulien is nog 'n sterk reguleerder van plasma -glukagon, en insulienweerstandigheid en tipe 2 -diabetes word sterk geassosieer met vas en postprandiale hipergrucagonemia 38,39. Die DIO -muise in ons studie was egter ook insulien ongevoelig, so dit kan ook nie die belangrikste faktor wees in die toename in glukagon seine in die 22 ° C -groep nie. Lewervetinhoud word ook positief geassosieer met 'n toename in plasma-glukagonkonsentrasie, waarvan die meganismes op sy beurt die weerstand teen die glukagon, verminderde ureumproduksie, die sirkulerende sirkulerende aminosuurkonsentrasies kan insluit, en verhoogde aminosuur-gestimuleerde glukagon-sekresie40,41, 42. Aangesien onttrekbare konsentrasies gliserol en TG egter nie tussen temperatuurgroepe in ons studie verskil het nie, kan dit ook nie 'n potensiële faktor wees in die toename in plasmakonsentrasies in die 22 ° C -groep nie. Triiodothyronine (T3) speel 'n kritieke rol in die algehele metaboliese tempo en inisiëring van metaboliese verdediging teen hipotermie43,44. Dus, plasma T3 -konsentrasie, moontlik beheer deur sentraal bemiddelde meganismes, 45,46 toenames by beide muise en mense onder minder as termoneutrale toestande47, hoewel die toename in mense kleiner is, wat meer geneig is tot muise. Dit stem ooreen met hitteverlies vir die omgewing. Ons het nie plasma T3 -konsentrasies in die huidige studie gemeet nie, maar konsentrasies was moontlik laer in die 30 ° C -groep, wat die effek van hierdie groep op plasma -glukagonvlakke kan verklaar, aangesien ons (opgedateer Figuur 5a) en ander getoon het dat dit getoon het T3 verhoog plasma glukagon op 'n dosisafhanklike manier. Daar word berig dat skildklierhormone FGF21 -uitdrukking in die lewer veroorsaak. Soos glukagon, het plasma FGF21 -konsentrasies ook toegeneem met plasma T3 -konsentrasies (aanvullende Fig. 5b en ref. 48), maar in vergelyking met glukagon, is FGF21 plasmakonsentrasies in ons studie nie deur temperatuur beïnvloed nie. Die onderliggende redes vir hierdie verskil vereis verdere studie, maar T3-aangedrewe FGF21-induksie moet op hoër vlakke van T3-blootstelling plaasvind in vergelyking met die waargenome T3-aangedrewe glukagon-respons (aanvullende Fig. 5B).
Daar is getoon dat HFD sterk geassosieer word met verswakte glukosetoleransie en insulienweerstandigheid (merkers) by muise wat by 22 ° C grootgemaak is. HFD was egter nie geassosieer met óf verswakte glukosetoleransie of insulienweerstandigheid as dit in 'n termoneutrale omgewing (hier gedefinieer as 28 ° C) 19 gekweek word nie. In ons studie is hierdie verhouding nie by DIO -muise gerepliseer nie, maar normale gewig muise wat by 30 ° C gehandhaaf is, het glukosetoleransie aansienlik verbeter. Die rede vir hierdie verskil verg verdere studie, maar kan beïnvloed word deur die feit dat die DIO-muise in ons studie insulienbestand was, met vastende plasma C-peptiedkonsentrasies en insulienkonsentrasies 12-20 keer hoër as normale muise met normale gewig. en in die bloed op 'n leë maag. Glukosekonsentrasies van ongeveer 10 mm (ongeveer 6 mm by normale liggaamsgewig), wat lyk asof dit 'n klein venster is vir enige moontlike voordelige gevolge van blootstelling aan termoneutrale toestande om glukosetoleransie te verbeter. 'N Moontlike verwarrende faktor is dat OGTT om praktiese redes by kamertemperatuur uitgevoer word. Dus het muise wat by hoër temperature gehuisves is, ligte koue skok ondervind, wat die opname/opruiming van glukose kan beïnvloed. Op grond van soortgelyke vastende bloedglukosekonsentrasies in verskillende temperatuurgroepe, het veranderinge in die omgewingstemperatuur moontlik nie die resultate beduidend beïnvloed nie.
Soos vroeër genoem, is dit onlangs beklemtoon dat die verhoging van die kamertemperatuur sommige reaksies op koue spanning kan verswak, wat die oordraagbaarheid van muisdata aan mense kan bevraagteken. Dit is egter nie duidelik wat die optimale temperatuur is om muise te hou om menslike fisiologie na te boots nie. Die antwoord op hierdie vraag kan ook beïnvloed word deur die studieveld en die eindpunt wat bestudeer word. 'N Voorbeeld hiervan is die effek van dieet op die opeenhoping van lewervet, glukosetoleransie en insulienweerstandigheid19. Wat energie -uitgawes betref, glo sommige navorsers dat termoneutraliteit die optimale temperatuur is vir grootmaak, aangesien mense min ekstra energie benodig om hul kern liggaamstemperatuur te handhaaf, en hulle definieer 'n enkele skoot temperatuur vir volwasse muise as 30 ° C7,10. Ander navorsers glo dat 'n temperatuur wat vergelykbaar is met die mense wat tipies met volwasse muise op een knie ervaar, 23-25 ​​° C is, omdat hulle gevind het dat termoneutraliteit 26-28 ° C is en gebaseer is op mense wat ongeveer 3 ° C laer is. Hul laer kritieke temperatuur, hier gedefinieer as 23 ° C, is effens 8.12. Ons studie stem ooreen met verskeie ander studies wat bepaal dat termiese neutraliteit nie bereik word by 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25 nie, wat daarop dui dat 23-25 ​​° C te laag is. 'N Ander belangrike faktor wat oorweeg moet word rakende kamertemperatuur en termoneutraliteit by muise is enkel- of groepbehuising. Toe muise in groepe eerder as individueel gehuisves word, soos in ons studie, is temperatuurgevoeligheid verminder, moontlik as gevolg van die druk van die diere. Kamertemperatuur was egter steeds onder die LTL van 25 toe drie groepe gebruik is. Die belangrikste tussenspesieverskil in hierdie verband is miskien die kwantitatiewe belang van BAT -aktiwiteit as 'n verdediging teen hipotermie. Terwyl muise dus grotendeels vergoed het vir hul hoër kalorieverlies deur die BAT -aktiwiteit te verhoog, wat meer as 60% EE by 5 ° C alleen is, was 51,52 die bydrae van menslike BAT -aktiwiteit tot EE aansienlik hoër, baie kleiner. Die vermindering van BAT -aktiwiteit kan dus 'n belangrike manier wees om menslike vertaling te verhoog. Die regulering van BAT -aktiwiteit is kompleks, maar word dikwels bemiddel deur die gekombineerde effekte van adrenergiese stimulasie, skildklierhormone en UCP114,54,55,56,57 uitdrukking. Ons data dui aan dat die temperatuur bo 27,5 ° C verhoog moet word in vergelyking met muise by 22 ° C om verskille in die uitdrukking van BAT -gene wat verantwoordelik is vir funksie/aktivering op te spoor. Die verskille tussen groepe by 30 en 22 ° C het egter nie altyd 'n toename in BAT-aktiwiteit in die 22 ° C-groep aangedui nie, omdat UCP1, ADRB2 en VEGF-A in die 22 ° C-groep afgereguleer is. Die oorsaak van hierdie onverwagte resultate moet nog bepaal word. Een moontlikheid is dat hul verhoogde uitdrukking moontlik nie 'n sein van verhoogde kamertemperatuur weerspieël nie, maar eerder 'n akute effek daarvan om dit van 30 ° C na 22 ° C op die dag van verwydering te verskuif (die muise het hierdie 5-10 minute voor opstyg) ervaar . ).
'N Algemene beperking van ons studie is dat ons slegs manlike muise bestudeer het. Ander navorsing dui daarop dat geslag 'n belangrike oorweging in ons primêre aanduidings kan wees, aangesien vroulike muise met enkelknie meer temperatuurgevoelig is as gevolg van hoër termiese geleidingsvermoë en die handhawing van die kerntemperature. Daarbenewens het vroulike muise (op HFD) 'n groter assosiasie van energie -inname met EE by 30 ° C getoon in vergelyking met manlike muise wat meer muise van dieselfde geslag (20 ° C in hierdie geval) 20 verbruik het. Dus, by vroulike muise, is die effek -subtermonetrale inhoud hoër, maar het hulle dieselfde patroon as by manlike muise. In ons studie het ons gefokus op manlike muise met enkelknie, aangesien dit die toestande is waaronder die meeste van die metaboliese studies wat EE ondersoek, uitgevoer word. 'N Verdere beperking van ons studie was dat die muise gedurende die hele studie op dieselfde dieet was, wat die belangrikheid van kamertemperatuur vir metaboliese buigsaamheid belemmer (soos gemeet aan RER -veranderinge vir dieetveranderings in verskillende makrovoedingstowwe). by vroulike en manlike muise wat op 20 ° C gehou word in vergelyking met ooreenstemmende muise wat op 30 ° C gehou word.
Ten slotte toon ons studie dat, soos in ander studies, LAP 1 normale gewig muise termoneutraal is bo die voorspelde 27,5 ° C. Daarbenewens toon ons studie dat vetsug nie 'n belangrike isolerende faktor is by muise met normale gewig of DIO nie, wat lei tot soortgelyke temperatuur: EE -verhoudings in DIO en normale gewig muise. Terwyl die voedselinname van normale gewig muise ooreenstem met die EE en dus 'n stabiele liggaamsgewig oor die hele temperatuurreeks gehandhaaf het, was die voedselinname van DIO -muise dieselfde by verskillende temperature, wat gelei het tot 'n hoër verhouding van muise by 30 ° C. . By 22 ° C het meer liggaamsgewig opgedoen. In die algemeen is sistematiese studies wat die potensiële belangrikheid van die lewe onder termoneutrale temperatuur ondersoek, geregverdig as gevolg van die dikwels waargenome swak verdraagsaamheid tussen muis- en menslike studies. In vetsugstudies kan 'n gedeeltelike verklaring vir die algemeen swakker vertaalbaarheid byvoorbeeld te wyte wees aan die feit dat muriene gewigsverliesstudies gewoonlik uitgevoer word op matig koudgestresde diere wat by kamertemperatuur gehou word as gevolg van hul verhoogde EE. Oordrewe gewigsverlies in vergelyking met die verwagte liggaamsgewig van 'n persoon, veral as die werkingsmeganisme afhang van die verhoging van EE deur die aktiwiteit van BAP te verhoog, wat meer aktief is en by kamertemperatuur geaktiveer is as by 30 ° C.
In ooreenstemming met die Deense Experimental Law (1987) en die National Institutes of Health (Publikasie nr. 85-23) en die Europese Konvensie vir die beskerming van gewerwelde diere wat vir eksperimentele en ander wetenskaplike doeleindes gebruik word (Raad van Europa nr. 123, Straatsburg , 1985).
Twintig weke oue manlike C57BL/6J-muise is verkry van Janvier Saint Berthevin Cedex, Frankryk, en het ad libitum Standard Chow (Altromin 1324) en water (~ 22 ° C) gekry na 'n lig van 12:12 uur: donker siklus. kamertemperatuur. Manlike DIO -muise (20 weke) is van dieselfde verskaffer verkry en het ad libitum -toegang tot 'n 45% hoë vet dieet gekry (kat. Nr. D12451, Research Diet Inc., NJ, VSA) en water onder grootmaakomstandighede. Muise is 'n week voor die aanvang van die studie by die omgewing aangepas. Twee dae voor die oordrag na die indirekte kalorimetrie -stelsel, is muise geweeg, aan MRI -skandering onderwerp (Echomritm, TX, VSA) en verdeel in vier groepe wat ooreenstem met liggaamsgewig, vet en normale liggaamsgewig.
'N Grafiese diagram van die studie-ontwerp word in Figuur 8 getoon. Muise is oorgedra na 'n geslote en temperatuurbeheerde indirekte kalorimetrie-stelsel by Sable Systems Internationals (Nevada, VSA), wat voedsel- en watergehalte-monitors en 'n promethion BZ1-raam insluit wat aangeteken het Aktiwiteitsvlakke deur balkbreuke te meet. Xyz. Muise (n = 8) is afsonderlik by 22, 25, 27.5 of 30 ° C gehuisves met beddegoed, maar geen skuiling en nesmateriaal op 'n 12: 12-uur lig: donker siklus nie (lig: 06: 00– 18:00) . 2500 ml/min. Muise is 7 dae voor registrasie geakklimatiseer. Opnames is vier dae agtereenvolgens versamel. Daarna is muise by die onderskeie temperature op 25, 27,5 en 30 ° C vir nog 12 dae gehou, waarna die selkonsentrate bygevoeg is soos hieronder beskryf. Intussen is groepe muise wat op 22 ° C gehou is, nog twee dae by hierdie temperatuur gehou (om nuwe basislyndata te versamel), en dan is die temperatuur verhoog in stappe van 2 ° C elke ander dag aan die begin van die ligfase ( 06:00) totdat die temperatuur daarna 30 ° C bereik het, is die temperatuur tot 22 ° C verlaag en die data is nog twee dae versamel. Na twee ekstra dae van opname by 22 ° C, is velle by alle selle by alle temperature gevoeg, en die insameling van data het op die tweede dag (dag 17) en drie dae begin. Daarna (dag 20) is nesmateriaal (8-10 g) aan die begin van die ligsiklus (06:00) by alle selle gevoeg en data is nog drie dae versamel. Aan die einde van die studie is muise wat op 22 ° C gehou is, vir 21/33 dae by hierdie temperatuur gehou en die afgelope 8 dae by 22 ° C, terwyl muise by ander temperature vir 33 dae by hierdie temperatuur gehou is. /33 dae. Muise is gedurende die studietydperk gevoer.
Normale gewig- en DIO -muise het dieselfde studieprosedures gevolg. Op dag -9 is muise geweeg, MRI geskandeer en in groepe verdeel in liggaamsgewig en liggaamsamestelling. Op dag -7 is muise oorgedra na 'n geslote temperatuurbeheerde indirekte kalorimetrie -stelsel wat deur Sable Systems International (Nevada, VSA) vervaardig is. Muise is afsonderlik met beddegoed gehuisves, maar sonder nes- of skuilingmateriaal. Die temperatuur is ingestel op 22, 25, 27,5 of 30 ° C. Na een week van akklimatisering (dae -7 tot 0, is diere nie versteur nie), is data op vier opeenvolgende dae versamel (dae 0-4, data getoon in Fig. 1, 2, 5). Daarna is muise op 25, 27,5 en 30 ° C onder konstante omstandighede gehou tot die 17de dag. Terselfdertyd is die temperatuur in die 22 ° C -groep elke ander dag met tussenposes van 2 ° C verhoog deur die temperatuursiklus (06:00 uur) aan te pas aan die begin van die blootstelling aan lig (data word in Fig. 1 getoon) . Op dag 15 het die temperatuur tot 22 ° C gedaal en twee dae van data is versamel om basisdata vir daaropvolgende behandelings te verskaf. Skins is op dag 17 by alle muise gevoeg, en nesmateriaal is op dag 20 bygevoeg (Fig. 5). Op die 23ste dag is die muise geweeg en aan MRI -skandering onderwerp, en dan 24 uur alleen gelaat. Op dag 24 is muise vanaf die begin van die fotoperiode (06:00) gevas en OGTT (2 g/kg) om 12:00 (6-7 uur vas) ontvang. Daarna is die muise na hul onderskeie sabelvoorwaardes terugbesorg en op die tweede dag (dag 25) ge -euthaniseer.
DIO -muise (n = 8) het dieselfde protokol gevolg as normale gewig muise (soos hierbo beskryf en in Figuur 8). Muise het 45% HFD gehandhaaf gedurende die eksperiment vir energie -uitgawes.
VO2 en VCO2, sowel as waterdampdruk, is met 'n frekwensie van 1 Hz met 'n selletydkonstante van 2,5 minute aangeteken. Voedsel- en waterinname is versamel deur deurlopende opname (1 Hz) van die gewig van die voedsel- en water -emmers. Die kwaliteitsmonitor wat gebruik is, het 'n resolusie van 0,002 g gerapporteer. Aktiwiteitsvlakke is aangeteken met behulp van 'n 3D XYZ Beam -skikkingsmonitor, data is versamel met 'n interne resolusie van 240 Hz en het elke sekonde gerapporteer om die totale afstand afgelê (M) te kwantifiseer met 'n effektiewe ruimtelike resolusie van 0,25 cm. Die data is verwerk met Sable Systems Makro -tolk V.2.41, die berekening van EE en RER en filter uitskieters (bv. Vals maaltydgebeurtenisse). Die makro -tolk is elke vyf minute opgestel om data vir alle parameters uit te voer.
Benewens die regulering van EE, kan die omgewingstemperatuur ook ander aspekte van metabolisme, insluitend postprandiale glukose-metabolisme, reguleer deur die afskeiding van glukose-metaboliserende hormone te reguleer. Om hierdie hipotese te toets, het ons uiteindelik 'n liggaamstemperatuurstudie voltooi deur normale muise met 'n DIO -orale glukose (2 g/kg) te lok. Metodes word breedvoerig in addisionele materiale beskryf.
Aan die einde van die studie (dag 25) is muise vir 2-3 uur (vanaf 06:00) gevas, met isofluraan verdoof en heeltemal gebloei deur retroorbitale venipunktuur. Kwantifisering van plasma -lipiede en hormone en lipiede in die lewer word in aanvullende materiale beskryf.
Om te ondersoek of die doptemperatuur intrinsieke veranderinge in vetweefsel wat lipolise, inguinale en epididimale vetweefsel beïnvloed, veroorsaak, is direk na die laaste stadium van bloeding direk van muise uitgesny. Weefsels is verwerk met behulp van die nuut ontwikkelde ex vivo -lipolise -toets wat in aanvullende metodes beskryf word.
Bruin vetweefsel (BAT) is op die dag van die einde van die studie versamel en verwerk soos beskryf in die aanvullende metodes.
Data word aangebied as gemiddelde ± SEM. Grafieke is in GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) geskep en grafika is in Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA) geredigeer. Statistiese betekenisvolheid is in GraphPad Prism beoordeel en getoets deur gepaarde t-toets, herhaalde maatstawwe eenrigting/tweerigting ANOVA, gevolg deur Tukey se meervoudige vergelykingstoets, of ongepaarde eenrigting ANOVA, gevolg deur Tukey se meervoudige vergelykingstoets. Die Gaussiese verspreiding van die data is voor die toetsing deur die D'Agostino-Pearson-normaliteitstoets bekragtig. Die steekproefgrootte word aangedui in die ooreenstemmende gedeelte van die "Resultate" -gedeelte, sowel as in die legende. Herhaling word gedefinieer as enige meting wat op dieselfde dier geneem is (in vivo of op 'n weefselmonster). Wat die reproduceerbaarheid van data betref, is 'n verband tussen energie -uitgawes en saaktemperatuur in vier onafhanklike studies gedemonstreer met behulp van verskillende muise met 'n soortgelyke studie -ontwerp.
Gedetailleerde eksperimentele protokolle, materiale en rou data is beskikbaar op redelike versoek van die hoofskrywer Rune E. Kuhre. Hierdie studie het nie nuwe unieke reagense, transgeniese diere/sellyne of opeenvolging van data opgelewer nie.
Raadpleeg die abstrakte Nature Research Report wat aan hierdie artikel gekoppel is vir meer inligting oor studie -ontwerp.
Alle data vorm 'n grafiek. 1-7 is in die wetenskaplike databasis-bewaarplek gedeponeer, toetredingsnommer: 1253.11.Sciedb.02284 of https://doi.org/10.57760/scienedb.02284. Die data wat in ESM getoon word, kan na redelike toetsing na Rune E Kuhre gestuur word.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Laboratoriumdiere as surrogaatmodelle van vetsug van die mens. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Laboratoriumdiere as surrogaatmodelle van vetsug van die mens.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. en Tang-Christensen M. Laboratoriumdiere as surrogaatmodelle van vetsug menslike vetsug. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Eksperimentele diere as 'n plaasvervangende model vir mense.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. en Tang-Christensen M. Laboratoriumdiere as surrogaatmodelle van vetsug by mense.Acta Farmakologie. Misdaad 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA -berekening van die nuwe MIE -konstante en eksperimentele bepaling van die brandgrootte. Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ Die muis -termoregulerende stelsel: die implikasies daarvan vir die oordrag van biomediese data aan mense. Fisiologie. Gedrag. 179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Geen isolerende effek van vetsug nie. Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Geen isolerende effek van vetsug nie.Fischer AW, Chikash RI, Von Essen G., Cannon B., en Nedergaard J. Geen isolasie -effek van vetsug nie. Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 肥胖没有绝缘作用。 肥胖没有绝缘作用。 肥胖没有绝缘作用。 Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. жирение не имет изолирющего э эееета. Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Opersity het geen isolerende effek nie.Ja. J. Fisiologie. endokriene. metabolisme. 311, E202 - E213 (2016).
Lee, P. et al. Temperatuur-aangepaste bruin vetweefsel moduleer insulien sensitiwiteit. Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ et al. Laer kritieke temperatuur en koue-geïnduseerde termogenese was omgekeerd verwant aan liggaamsgewig en basale metaboliese tempo by maer en oorgewig individue. J. hartlik. Biologie. 69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Optimale behuisingstemperature vir muise om die termiese omgewing van mense na te boots: 'n eksperimentele studie. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Optimale behuisingstemperature vir muise om die termiese omgewing van mense na te boots: 'n eksperimentele studie.Fischer, AW, Cannon, B., en Nedergaard, J. Optimale huistemperature vir muise om die menslike termiese omgewing na te boots: 'n eksperimentele studie. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度 ： 一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B., en Nedergaard J. Optimale behuisingstemperatuur vir muise wat menslike termiese omgewing simuleer: 'n eksperimentele studie.Moore. metabolisme. 7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, Jr Wat is die beste behuisingstemperatuur om muiseksperimente aan mense te vertaal? Keijer, J., Li, M. & Speakman, Jr Wat is die beste behuisingstemperatuur om muiseksperimente aan mense te vertaal?Keyer J, Lee M en Speakman JR Wat is die beste kamertemperatuur om muiseksperimente aan mense oor te dra? Keijer, J., Li, M. & Speakman, Jr 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Keijer, J., Li, M. & Speakman, jrKeyer J, Lee M en Speakman JR Wat is die optimale doptemperatuur vir die oordrag van muiseksperimente aan mense?Moore. metabolisme. 25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA -muise as eksperimentele modelle vir menslike fisiologie: wanneer 'n paar grade in die temperatuur van die behuising is. Seeley, RJ & MacDougald, OA -muise as eksperimentele modelle vir menslike fisiologie: wanneer 'n paar grade in die temperatuur van die behuising is. Seeley, RJ & MacDougald, oa ышыши как ээеериментальные модели дл физиологи человека: когда нжж ок юдд ж нищ юемousдоо жжж юемеousдоо жищ иce июемеousдюо жищ иce июемеousуююж жищ иce июемеousуюож жищ и юемеousуюю ж жищ и емемous значение. Seeley, RJ & MacDougald, OA muise as eksperimentele modelle vir menslike fisiologie: wanneer 'n paar grade in 'n woning 'n verskil maak. Seeley, RJ & MacDougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型 ： 当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ & Macdougald, OA Мыши Seeley, RJ & MacDougald, OA как экспериментальная модель физиологии человека: когда несколько градусов температуры в помещении имеюю значение. Seeley, RJ & MacDougald, OA -muise as 'n eksperimentele model van menslike fisiologie: wanneer 'n paar grade kamertemperatuur van belang is.Nasionale metabolisme. 3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Die antwoord op die vraag “Wat is die beste behuisingstemperatuur om muiseksperimente aan mense te vertaal?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Die antwoord op die vraag “Wat is die beste behuisingstemperatuur om muiseksperimente aan mense te vertaal?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Antwoord op die vraag “Wat is die beste kamertemperatuur om muiseksperimente aan mense oor te dra?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案 “将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B., en Nedergaard J. Antwoorde op die vraag “Wat is die optimale doptemperatuur om muiseksperimente aan mense oor te dra?”Ja: Thermoneutral. Moore. metabolisme. 26, 1-3 (2019).