Дякуємо за відвідування Nature.com. Версія браузера, яку ви використовуєте, має обмежену підтримку CSS. Для найкращого досвіду ми рекомендуємо використовувати оновлений браузер (або вимкнути режим сумісності в Internet Explorer). Тим часом, щоб забезпечити постійну підтримку, ми візуємо сайт без стилів та JavaScript.
Більшість метаболічних досліджень у мишей проводяться при кімнатній температурі, хоча в цих умовах, на відміну від людей, миші витрачають багато енергії, підтримуючи внутрішню температуру. Тут ми описуємо нормальну вагу та індуковане дієтою ожиріння (DIO) у мишей C57BL/6J, які годували чау чау або дієтою з високим вмістом жиру на 45%. Мишей розміщували протягом 33 днів при 22, 25, 27,5 та 30 ° С у системі непрямої калориметрії. Ми показуємо, що витрати на енергоносії лінійно збільшуються з 30 ° С до 22 ° С і приблизно на 30% вище при 22 ° С в обох моделях миші. У мишей звичайної ваги споживання їжі протидіє ЕЕ. І навпаки, миші DIO не зменшили споживання їжі, коли ЕЕ зменшувалося. Таким чином, наприкінці дослідження миші при 30 ° С мали більшу масу тіла, жирову масу та гліцерин у плазмі та тригліцериди, ніж миші при 22 ° С. Дисбаланс у мишей DIO може бути пов’язаний із збільшенням дієти на основі задоволення.
Миша є найбільш часто використовуваною моделлю тварин для вивчення фізіології та патофізіології людини, і часто є твариною за замовчуванням, що використовується на ранніх стадіях виявлення та розвитку наркотиків. Однак миші відрізняються від людини кількома важливими фізіологічними способами, і хоча аллометричне масштабування може бути використане певною мірою для перекладу на людей, величезні відмінності між мишами та людьми лежать у терморегуляції та енергетичному гомеостазі. Це демонструє фундаментальну непослідовність. Середня маса тіла дорослих мишей щонайменше в тисячу разів менше, ніж у дорослих (50 г проти 50 кг), а співвідношення площі поверхні та маси відрізняється приблизно в 400 разів через нелінійну геометричну трансформацію, описану Mee . Рівняння 2. При стандартній кімнатній температурі (~ 22 ° C) миші повинні збільшити загальні витрати на енергію (ЕЕ) приблизно на 30% для підтримки температури основного тіла. При менших температурах EE збільшується ще більше приблизно на 50% та 100% при 15 та 7 ° С порівняно з ЕЕ при 22 ° С. Таким чином, стандартні умови житла викликають реакцію на холодний стрес, що може поставити під загрозу перенесення результатів миші для людей, оскільки люди, що живуть у сучасних суспільствах Температура, коли ми створюємо навколо себе термонейтральну зону (TNZ). вужча група, що охоплює лише 2–4 ° C7,8 Насправді, цей важливий аспект привернув значну увагу в останні роки4, 7,8,9,10,11,12, і було припущено, що деякі "видові відмінності" можна пом'якшити За рахунок підвищення температури оболонки 9. Однак, не існує консенсусу щодо температурного діапазону, який становить термонейтральність у мишей. Таким чином, чи нижча критична температура в термонейтральному діапазоні у мишей на одному коліні ближче до 25 ° С або ближче до 30 ° C, 7, 8, 10, 12 залишається суперечливою. EE та інші метаболічні параметри були обмежені годинами до днів, тому ступінь тривалого впливу різних температур може впливати на параметри метаболічних даних, такі як маса тіла, незрозуміло. Споживання, використання субстрату, толерантність до глюкози та концентрації ліпідів у плазмі та глюкози та регулюючі апетит гормони. Крім того, необхідні подальші дослідження, щоб з’ясувати, на якій мірі дієта може впливати на ці параметри (миші DIO на дієті з високим вмістом жиру можуть бути більш орієнтовані на дієту, засновану на задоволенням). Щоб надати більше інформації на цю тему, ми вивчили вплив температури вирощування на вищезгадані метаболічні параметри у мишей-чоловіків у дорослої людини та індукованих дієтою (DIO) мишей на 45% дієти з високим вмістом жиру. Мишей утримують у 22, 25, 27,5 або 30 ° С протягом принаймні трьох тижнів. Температури нижче 22 ° C не вивчаються, оскільки стандартний корпус тварин рідко нижче кімнатної температури. Ми виявили, що миші DIO з нормальною вагою та ваги реагували аналогічно змінам температури корпусу з точки зору ЕЕ та незалежно від стану корпусу (з матеріалом притулку/гніздування). Однак, хоча миші нормальної ваги регулювали споживання їжі відповідно до ЕЕ, прийом їжі мишей DIO значною мірою не залежало від ЕЕ, що призводить до того, що миші набирають більше ваги. Згідно з даними маси тіла, концентрація ліпідів та кетонових тіл у плазмі показала, що миші DIO при 30 ° С мали більш позитивний енергетичний баланс, ніж миші при 22 ° С. Основні причини відмінностей у балансі споживання енергії та ЕЕ між нормальною вагою та мишами DIO потребують подальшого вивчення, але можуть бути пов'язані з патофізіологічними змінами мишей DIO та ефектом дієти на основі задоволення внаслідок дієти з ожирінням.
ЕЕ збільшувався лінійно з 30 до 22 ° С і був приблизно на 30% вище при 22 ° С порівняно з 30 ° С (рис. 1А, б). Дихальний курс (RER) був незалежним від температури (рис. 1С, D). Споживання їжі відповідало динаміці ЕЕ і збільшувався зі зниженням температури (також на ~ 30% вище при 22 ° С порівняно з 30 ° С (рис. 1е, F). Вживання води. Об'єм та рівень активності не залежали від температури (рис. 1g).
Миші -чоловіки (C57BL/6J, 20 тижнів, індивідуальне житло, n = 7) розміщували в метаболічних клітках при 22 ° С за тиждень до початку дослідження. Через два дні після збору фонових даних температуру підвищували з кроком 2 ° C на 06:00 годин на день (початок світла фази). Дані представлені як середня ± стандартна помилка середнього, а темна фаза (18: 00–06: 00 год) представлена сірим полем. Енергетичні витрати (KCAL/H), B Загальні енергетичні витрати при різних температурах (ккал/24 год), C -респіраторний курс C (VCO2/VO2: 0,7–1,0), D -середній показник у світлі та темній (VCO2/VO2) фази (Нульове значення визначається як 0,7). E Сумулятивне споживання їжі (G), F 24H Всього споживання їжі, G 24H Всього споживання води (ML), H 24H загального споживання води, I кумулятивного рівня активності (M) та загального рівня активності J (M/24H). .). Мишей зберігали при зазначеній температурі протягом 48 годин. Дані, показані протягом 24, 26, 28 та 30 ° C, відносяться до останніх 24 годин кожного циклу. Миші залишалися годуваними протягом усього дослідження. Статистичну значимість перевіряли шляхом повторних вимірювань односторонньої ANOVA з подальшим тестом на багаторазове порівняння Тукі. Зірочки вказують на значення початкового значення 22 ° C, затінення вказує на значення між іншими групами, як зазначено. *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 <00001. *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 <00001. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001.Середні значення обчислювали протягом усього експериментального періоду (0-192 годин). n = 7.
Як і у випадку з нормальною вагою мишей, ЕЕ збільшувалося лінійно зі зниженням температури, і в цьому випадку ЕЕ також був приблизно на 30% вище при 22 ° С порівняно з 30 ° С (рис. 2А, б). Рер не змінювався при різних температурах (рис. 2С, D). На відміну від нормальної ваги мишей, споживання їжі не відповідало ЕЕ як функції кімнатної температури. Споживання їжі, споживання води та рівень активності не залежали від температури (рис. 2e - j).
Самців (C57BL/6J, 20 тижнів) мишей DIO індивідуально розміщували в метаболічних клітках при 22 ° С протягом одного тижня до початку дослідження. Миші можуть використовувати 45% HFD AD Libitum. Після акліматизації протягом двох днів були зібрані базові дані. Згодом температуру підвищували з кроком 2 ° C через день о 06:00 (початок світла фази). Дані представлені як середня ± стандартна помилка середнього, а темна фаза (18: 00–06: 00 год) представлена сірим полем. Енергетичні витрати (KCAL/H), B Загальні енергетичні витрати при різних температурах (ккал/24 год), C -респіраторний курс C (VCO2/VO2: 0,7–1,0), D -середній показник у світлі та темній (VCO2/VO2) фази (Нульове значення визначається як 0,7). E Сумулятивне споживання їжі (G), F 24H Всього споживання їжі, G 24H Всього споживання води (ML), H 24H загального споживання води, I кумулятивного рівня активності (M) та загального рівня активності J (M/24H). .). Мишей зберігали при зазначеній температурі протягом 48 годин. Дані, показані протягом 24, 26, 28 та 30 ° C, відносяться до останніх 24 годин кожного циклу. Мишей підтримували на рівні 45% HFD до кінця дослідження. Статистичну значимість перевіряли шляхом повторних вимірювань односторонньої ANOVA з подальшим тестом на багаторазове порівняння Тукі. Зірочки вказують на значення початкового значення 22 ° C, затінення вказує на значення між іншими групами, як зазначено. *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.Середні значення обчислювали протягом усього експериментального періоду (0-192 годин). n = 7.
В іншій серії експериментів ми дослідили вплив температури навколишнього середовища на ті ж параметри, але цього разу між групами мишей, які постійно зберігалися при певній температурі. Мишей розділили на чотири групи, щоб мінімізувати статистичні зміни середнього та стандартного відхилення маси тіла, жиру та нормальної маси тіла (рис. 3А - С). Через 7 днів акліматизації було зафіксовано 4,5 дні ЕЕ. ЕЕ суттєво впливає на температуру навколишнього середовища як у денний час, так і вночі (рис. 3D), і лінійно збільшується, коли температура знижується з 27,5 ° С до 22 ° С (рис. 3е). Порівняно з іншими групами, RER групи 25 ° С дещо зменшився, і не було відмінностей між рештою групами (рис. 3F, G). Приймання їжі, паралельна схемі ЕЕ, А збільшився приблизно на 30% при 22 ° С порівняно з 30 ° С (рис. 3 год, I). Рівень споживання води та активності суттєво не відрізнявся між групами (рис. 3J, k). Вплив різних температур протягом до 33 днів не призвело до відмінностей у масі тіла, худорлявої маси та жирової маси між групами (рис. 3N-S), але призвело до зменшення худорлявої маси тіла приблизно на 15% порівняно з Оцінки самозвітності (рис. 3N-S). 3b, r, c)) і жирова маса збільшувались більш ніж у 2 рази (від ~ 1 г до 2–3 г, рис. 3С, Т, С). На жаль, шафа 30 ° C має помилки калібрування і не може забезпечити точні дані EE та RER.
- маса тіла (a), худорлява маса (b) та жирна маса (c) через 8 днів (за день до перенесення в систему соболів). D Споживання енергії (KCAL/H). e середнє споживання енергії (0–108 годин) при різних температурах (ккал/24 години). F співвідношення дихального обміну (RER) (VCO2/VO2). G середнього RER (VCO2/VO2). h Загальний прийом їжі (g). Я маю на увазі споживання їжі (G/24 години). J Загальне споживання води (мл). k Середнє споживання води (мл/24 год). l Рівень кумулятивної активності (M). M Середній рівень активності (м/24 год). N маса тіла на 18 -й день, O Зміна маси тіла (від -8 до 18 -го дня), P Lean Mass на 18 -й день, Q Зміна худорлявої маси (з -8 до 18 -го дня), R жирна маса на 18 день , і зміна жирової маси (від -8 до 18 днів). Статистичну значимість повторних заходів перевіряли за допомогою Oneway-anova з подальшим тестом на багаторазове порівняння Тукі. *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 <00001. *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 <00001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001.Дані представлені як середня + стандартна помилка середнього значення, темна фаза (18: 00-06: 00 год) представлена сірими полями. Крапки на гістограмах представляють окремих мишей. Середні значення обчислювали протягом усього експериментального періоду (0-108 годин). n = 7.
Мишей відповідали в масі тіла, худорлявої маси та жирової маси на початковому рівні (рис. 4А - С) і підтримували при 22, 25, 27,5 та 30 ° C, як у дослідженнях із нормальною вагою мишей. . Порівнюючи групи мишей, залежність між ЕЕ та температурою показала аналогічну лінійну залежність з температурою з часом у одних і тих же мишей. Таким чином, миші, що зберігаються при 22 ° С, споживали приблизно на 30% більше енергії, ніж миші, що зберігаються при 30 ° С (рис. 4d, e). Під час вивчення ефектів у тварин температура не завжди впливала на RER (рис. 4f, g). Споживання їжі, споживання води та активність суттєво не впливали на температуру (рис. 4H - М). Після 33 днів вирощування миші при 30 ° С мали значно більшу масу тіла, ніж миші при 22 ° С (рис. 4N). Порівняно з відповідними базовими точками, миші, вирощені при 30 ° С, мали значно більшу вагу тіла, ніж миші, вирощені при 22 ° С (середня ± стандартна помилка середнього: рис. 4о). Відносно більш високий набір ваги був обумовлений збільшенням жирової маси (рис. 4п, q), а не збільшенням худорлявої маси (рис. 4r, s). Відповідно до нижнього значення ЕЕ при 30 ° С, експресія декількох генів кажанів, які підвищують функцію/активність кажанів, знижували при 30 ° С порівняно з 22 ° C: ADRA1A, ADRB3 та PRDM16. Інші ключові гени, які також підвищують функцію/активність BAT, не впливали: SEMA3A (регуляція росту невритів), TFAM (мітохондріальний біогенез), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (глюконеогенез) та CPT1a. Дивно, але UCP1 та VEGF-A, пов'язані із підвищеною термогенною активністю, не зменшилися в групі 30 ° C. Насправді рівні UCP1 у трьох мишей були вищими, ніж у групі 22 ° C, а VEGF-A та ADRB2 були значно підвищеними. Порівняно з групою 22 ° C, миші, що підтримуються при 25 ° С, і 27,5 ° C не показали змін (додаткова рисунок 1).
- маса тіла (a), худорлява маса (b) та жирна маса (c) через 9 днів (за день до перенесення в систему соболів). D Споживання енергії (EE, KCAL/H). e середнє споживання енергії (0–96 годин) при різних температурах (ккал/24 години). F співвідношення дихального обміну (RER, VCO2/VO2). G середнього RER (VCO2/VO2). h Загальний прийом їжі (g). Я маю на увазі споживання їжі (G/24 години). J Загальне споживання води (мл). k Середнє споживання води (мл/24 год). l Рівень кумулятивної активності (M). M Середній рівень активності (м/24 год). n маса тіла на 23 -й день (g), o зміна маси тіла, p худорлява маса, q зміна худорлявої маси (g) на 23 день порівняно з 9 -го дня, зміна жирної маси (g) на 23 -день, жир Маса (g) порівняно з днем 8, 23 -го дня порівняно з -8 -й день. Статистичну значимість повторних заходів перевіряли за допомогою Oneway-anova з подальшим тестом на багаторазове порівняння Тукі. *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.Дані представлені як середня + стандартна помилка середнього значення, темна фаза (18: 00-06: 00 год) представлена сірими полями. Крапки на гістограмах представляють окремих мишей. Середні значення обчислювались протягом усього експериментального періоду (0-96 годин). n = 7.
Як і люди, миші часто створюють мікросередовища для зменшення втрати тепла для навколишнього середовища. Для кількісної оцінки важливості цього середовища для ЕЕ ми оцінювали ЕЕ на 22, 25, 27,5 та 30 ° C, з шкіряним охоронцем або без них. При 22 ° С додавання стандартних скінів зменшує EE приблизно на 4%. Подальше додавання гніздового матеріалу зменшило ЕЕ на 3–4% (рис. 5А, б). Не спостерігалося суттєвих змін, споживання їжі, споживання води або активності з додаванням будинків або шкури + постільної білизни (мал. 5i - P). Додавання шкірного та гніздового матеріалу також значно зменшило ЕЕ при 25 та 30 ° С, але реакції були кількісно меншими. При 27,5 ° C різниці не спостерігалося. Зокрема, у цих експериментах ЕЕ знижувався зі збільшенням температури, в цьому випадку приблизно на 57% нижче ЕЕ при 30 ° С порівняно з 22 ° С (рис. 5С - Н). Цей самий аналіз проводився лише для світлової фази, де ЕЕ був ближче до базальної речовини метаболізму, оскільки в цьому випадку миші в основному відпочивали в шкірі, що призводить до порівнянних розмірів ефекту при різних температурах (додаткові рис. 2a - h) .
Дані для мишей з притулку та гніздового матеріалу (темно -синього кольору), будинку, але немає гніздового матеріалу (світло -блакитного), а також домашнього та гніздового матеріалу (помаранчевий). Споживання енергії (EE, KCAL/H) для приміщень A, C, E і G при 22, 25, 27,5 та 30 ° C, B, D, F і H означає EE (KCAL/H). Дані IP для мишей, що розміщуються при 22 ° C: I респіраторна частота (RER, VCO2/VO2), J -середній RER (VCO2/VO2), K Сумулятивне споживання їжі (G), L середнього споживання їжі (G/24 H), M Загальний споживання води (мл), N середнього AUC споживання води (мл/24h), o загальна активність (M), P -рівень активності P (M/24h). Дані представлені як середня + стандартна помилка середнього значення, темна фаза (18: 00-06: 00 год) представлена сірими полями. Крапки на гістограмах представляють окремих мишей. Статистичну значимість повторних заходів перевіряли за допомогою Oneway-anova з подальшим тестом на багаторазове порівняння Тукі. *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.Середні значення обчислювали протягом усього експериментального періоду (0-72 години). n = 7.
У мишей нормальної ваги (2-3 години голодування) вирощування при різних температурах не призвело до суттєвих відмінностей у концентраціях у плазмі крові, 3-к.с., холестерину, ALT та AST, але ЛПВЩ як функція температури. Малюнок 6a-e). Концентрації лептину, інсуліну, С-пептиду та глюкагони також не відрізнялися між групами (рисунки 6G-J). У день тесту на толерантність до глюкози (через 31 день при різних температурах) рівень глюкози в крові (5-6 годин голодування) становив приблизно 6,5 мм, без різниці між групами. Введення пероральної глюкози значно збільшував концентрацію глюкози в крові у всіх групах, але як пікова концентрація, так і поступова площа під кривими (IAUCS) (15–120 хв) були нижчими у групі мишей, що розміщені при 30 ° С (індивідуальні моменти часу: P <0,05 - P <0,0001, рис. 6К, л) порівняно з мишами, що містяться при 22, 25 та 27,5 ° C (що не відрізнялося між собою). Введення пероральної глюкози значно збільшував концентрацію глюкози в крові у всіх групах, але як пікова концентрація, так і поступова площа під кривими (IAUCS) (15–120 хв) були нижчими у групі мишей, що розміщені при 30 ° С (індивідуальні моменти часу: P <0,05 - P <0,0001, рис. 6К, л) порівняно з мишами, розміщеними при 22, 25 та 27,5 ° C (що не відрізнялося між собою). Порораляльное КОНЕЙНТРАРАЙІЯ, ТАК ІХ ПЛОРАДЖА ПРІРАРАЙНІЯ ПОД КРІВІМІ (ІАКУК) (15–120 МІН) ЧЛІ НІВЕ ВГРУСЯ (Otdenelые -vrenennые tочкі: p <0,05 - p <00001, ris. Разалісьєс МежДу Собой). Пероральне введення глюкози значно збільшило концентрацію глюкози в крові у всіх групах, але як пікова концентрація, так і поступова область під кривими (IAUC) (15–120 хв) були нижчими у групі мишей 30 ° С (окремі моменти часу: p <0,05–– P <0,0001, рис. 6К, л) порівняно з мишами, що зберігаються при 22, 25 та 27,5 ° C (що не відрізнялося один від одного).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 （） 相比。 相比。 相比。 相比。口服 葡萄糖 的 给 药 了 所有组 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 ° C 饲养 小鼠组 中 ， 浓度 曲线 下 增加 面积 面积 面积 面积 面积 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。 相比。 相比。Пероральне введення глюкози значно збільшувало концентрацію глюкози в крові у всіх групах, але як пікова концентрація, так і площа під кривою (IAUC) (15–120 хв) були нижчими у групі мишей, що піддаються 30 ° С (усі часові точки).: P <0,05 - P <00001, р. : P <0,05 - P <0,0001, рис.6L, L) порівняно з мишами, що зберігаються при 22, 25 та 27,5 ° C (без різниці один від одного).
Плазмові концентрації TG, 3-HB, холестерину, ЛПВЩ, ALT, AST, FFA, гліцерину, лептину, інсуліну, С-пептиду та глюкагону показані у мишей для дорослих чоловіків (AL) після 33 днів годування при зазначеній температурі . Мишей не годували за 2-3 години до відбору проб крові. Винятком став пероральний тест на толерантність до глюкози, який проводили за два дні до кінця дослідження на мишах, що голодували протягом 5-6 годин і зберігали при відповідній температурі протягом 31 дня. Мишам кидали виклик 2 г/кг маси тіла. Площа за даними кривої (L) виражається як додаткові дані (IAUC). Дані представлені як середнє значення ± SEM. Крапки представляють окремі зразки. *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 <00001, 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 <00001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7.
У DIO мишей (також постивши 2-3 години), концентрації холестерину в плазмі, ЛПВЩ, ALT, AST та FFA не відрізнялися між групами. І ТГ, і гліцерин були значно підвищені в групі 30 ° С порівняно з групою 22 ° С (рис. 7A - H). На відміну від цього, 3-ГБ було приблизно на 25% нижчим при 30 ° С порівняно з 22 ° С (мал. 7В). Таким чином, хоча миші, що підтримуються при 22 ° C С. ° C. Миші, вирощені при 30 ° С, знаходилися у відносно енергетично негативному стані. Відповідно до цього, концентрація печінки екстракційного гліцерину та ТГ, але не глікогену та холестерину, була вищою у групі 30 ° С (додаткова фіг. 3A-D). Щоб дослідити, чи є залежні від температури відмінності ліполіз (як вимірюються плазмою ТГ та гліцерином) є результатом внутрішніх змін епідідімальної або пахової жиру, ми витягнули жирову тканину з цих приміщень наприкінці дослідження та кількісно визначили вільну жирну кислоту Ex vivo. і випуск гліцерину. У всіх експериментальних групах зразки жирової тканини з епідидимальних та пахових депо показали щонайменше дворазове збільшення вироблення гліцерину та FFA у відповідь на стимуляцію ізопротеренолу (додаткова рис. 4А-D). Однак впливу температури оболонки на базальний або ізопротеренол-стимульований ліполіз. Відповідно до більш високої маси тіла та жирової маси, рівень лептину в плазмі крові був значно вищим у групі 30 ° С, ніж у групі 22 ° С (мал. 7I). Навпаки, рівні інсуліну та С-пептиду в плазмі крові не відрізнялися між групами температури (рис. 7 к, k), але глюкагон у плазмі виявляв залежність від температури, але в цьому випадку майже 22 ° С у протилежній групі двічі порівнювали до 30 ° C. Від. Група С (рис. 7л). FGF21 не відрізнявся між різними групами температури (рис. 7м). У день OGTT базова глюкоза в крові становила приблизно 10 мм і не відрізнялася між мишами, розміщеними при різних температурах (рис. 7n). Пероральне введення глюкози підвищило рівень глюкози в крові і досягло максимуму у всіх групах при концентрації приблизно 18 мм через 15 хвилин після дозування. Не було суттєвих відмінностей у IAUC (15–120 хв) та концентрації в різні моменти часу після дози (15, 30, 60, 90 та 120 хв) (рис. 7N, О).
Плазмові концентрації TG, 3-HB, холестерину, ЛПВЩ, ALT, AST, FFA, гліцерину, лептину, інсуліну, С-пептиду, глюкагону та FGF21 були показані у дорослих чоловічих (AO) мишей після 33 днів годування. вказана температура. Мишей не годували за 2-3 години до відбору проб крові. Тест на пероральну толерантність до глюкози був винятком, оскільки його проводили в дозі 2 г/кг маси тіла за два дні до кінця дослідження у мишей, які постили протягом 5-6 годин і зберігали при відповідній температурі протягом 31 дня. Площа за даними кривої (O) показана як додаткові дані (IAUC). Дані представлені як середнє значення ± SEM. Крапки представляють окремі зразки. *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 <00001, 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 <00001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7.
Передача даних гризунів людям є складним питанням, яке відіграє центральну роль у інтерпретації важливості спостережень у контексті фізіологічних та фармакологічних досліджень. З економічних причин і для сприяння дослідженню мишей часто тримають при кімнатній температурі нижче їх термонейтральної зони, що призводить до активації різних компенсаторних фізіологічних систем, що збільшують швидкість метаболізму та потенційно погіршують трансляцію9. Таким чином, вплив мишей на холод може надавати мишам, стійким до ожиріння, спричиненого дієтою, і може запобігти гіперглікемії у щурів, які лікували стрептозотоцином, через збільшення транспорту глюкози, залежного від не інсуліну. Однак, незрозуміло, наскільки тривалий вплив на різні відповідні температури (від приміщення до термонейрального) впливає на різний енергетичний гомеостаз мишей нормальної ваги (на їжу) та мишей Dio (на HFD) та метаболічних параметрах, а також ступінь до якого вони змогли збалансувати збільшення ЕЕ із збільшенням споживання їжі. Дослідження, представлене в цій статті, має на меті донести певну ясність до цієї теми.
Ми показуємо, що у мишей для дорослих та чоловічих мишей для дорослих та чоловіків EE обернено пов'язаний з кімнатною температурою між 22 і 30 ° C. Таким чином, ЕЕ при 22 ° С був приблизно на 30% вище, ніж при 30 ° С. в обох моделях миші. Однак важлива різниця між мишами нормальної ваги та DIO полягає в тому, що, хоча миші нормальної ваги відповідали ЕЕ при менших температурах, відповідно коригуючи споживання їжі, споживання їжі мишей DIO змінювалося на різних рівнях. Температури дослідження були подібними. Через місяць миші DIO зберігали при 30 ° С, набирали більше маси тіла та жирової маси, ніж миші, що зберігаються при 22 ° С, тоді як нормальні люди зберігали при однаковій температурі і протягом того ж періоду часу не призводили до лихоманки. залежна різниця в масі тіла. Ваги мишей. Порівняно з температурою поблизу термонейральної або при кімнатній температурі, ріст при кімнатній температурі призводило до DIO або мишей з нормальною вагою на дієті з високим вмістом жиру, але не при нормальній вазі миші, щоб набирати порівняно меншу вагу. тіло. Підтримується іншими дослідженнями17,18,19,20,21, але не всіма 22,23.
Можливість створення мікросередовища для зменшення втрати тепла гіпотезується, щоб змістити тепловий нейтралітет ліворуч8, 12. У нашому дослідженні як додавання гніздового матеріалу, так і приховування зменшили ЕЕ, але не призвели до теплової нейтральності до 28 ° C. Таким чином, наші дані не підтверджують, що низька точка термонейтральності у дорослих мишей з колінами з будинками, збагаченими навколишнім середовищем або без них, повинна бути 26-28 ° C, як показано8,12, але це підтримує інші дослідження, що показують термонейтральність. Температури 30 ° С у мирах з низькою точкою7, 10, 24. Для ускладнення питань термонейтральна точка у мишей не була статичною протягом дня, оскільки вона нижча під час спокою (світла) фази, можливо, через нижчу калорійність Виробництво в результаті активності та індукованого дієтою термогенез. Таким чином, у світлі фази нижня точка теплової нейтралітету виявляється ~ 29 ° С, а в темній фазі ~ 33 ° С25.
Зрештою, взаємозв'язок між температурою навколишнього середовища та загальним споживанням енергії визначається за рахунок розсіювання тепла. У цьому контексті відношення площі поверхні до об'єму є важливим визначальним фактором теплової чутливості, що впливає як на розсіювання тепла (площа поверхні), так і генерації тепла (об'єм). Крім площі поверхні, передача тепла також визначається ізоляцією (швидкість передачі тепла). У людини жирова маса може зменшити втрати тепла, створюючи ізоляційний бар'єр навколо оболонки тіла, і було припущено, що жирова маса також важлива для теплоізоляції у мишей, знижуючи термонейтральну точку та зниження чутливості до температури нижче термічної нейтральної точки ( Кривий нахил). Температура навколишнього середовища порівняно з ЕЕ) 12. Наше дослідження не було розроблено для безпосереднього оцінки цього імовірного взаємозв'язку, оскільки дані складу тіла були зібрані за 9 днів до того, як були зібрані дані про енергетичні витрати та тому, що жирова маса не була стабільною протягом усього дослідження. Однак, оскільки миші з нормальною вагою та DIO мають 30% нижчу ЕЕ при 30 ° С, ніж при 22 ° С, незважаючи на щонайменше 5-кратну різницю жирової маси, наші дані не підтверджують, що ожиріння повинно забезпечувати основну ізоляцію. Фактор, принаймні, не в досліджуваному температурі. Це відповідає іншим дослідженням, краще розробленим для вивчення цього 4,24. У цих дослідженнях ізоляційний ефект ожиріння був невеликим, але було виявлено, що хутрі забезпечують 30-50% від загальної теплоізоляції4,24. Однак у мертвих мишей теплопровідність зросла приблизно на 450% відразу після смерті, що дозволяє припустити, що ізоляційний ефект хутра необхідна для роботи фізіологічних механізмів, включаючи вазоконстрикцію. Окрім видів відмінностей у хутра між мишами та людиною, на погану ізоляційну дію ожиріння у мишей також може впливати такі міркування: ізоляційний фактор жирової маси людини в основному опосередковується підшкірною жировою масою (товщина) 26,27. Зазвичай у гризунів менше 20% від загальної кількості тваринних жирів28. Крім того, загальна жирова маса може навіть не бути неоптимальною мірою теплоізоляції людини, оскільки стверджувалося, що поліпшення теплоізоляції компенсується неминучим збільшенням площі поверхні (а отже, і збільшенням втрат тепла) у міру збільшення маси жиру. .
У мишей нормальної ваги концентрація в плазмі натще TG, 3-HB, холестерин, ЛПВЩ, ALT та AST не змінювалася при різних температурах майже 5 тижнів, ймовірно, тому, що миші знаходилися в одному стані енергетичного балансу. були такими ж у вазі та складі тіла, як і в кінці дослідження. Відповідно до подібності жирової маси, також не було відмінностей у рівні лептину в плазмі крові, а також інсуліну, С-пептиду та глюкагону. Більше сигналів було знайдено у мишей DIO. Хоча миші при 22 ° С також не мали загального негативного енергетичного балансу в цьому стані (як вони набирали вагу), наприкінці дослідження вони були порівняно більш енергозабезпеченими порівняно з мишами, вирощеними при 30 ° С, в таких умовах, як Високі кетони. Виробництво організмом (3-ГБ) та зменшення концентрації гліцерину та ТГ у плазмі. Однак, залежні від температури відмінності ліполізу не є наслідком внутрішніх змін епідідимального або пахового жиру, таких як зміни експресії адипохормонової ліпази, оскільки FFA та гліцерин, що виділяються з жиру, екстрагуваних з цих депо, між температурою Групи схожі один на одного. Хоча ми не досліджували симпатичний тонус у поточному дослідженні, інші виявили, що він (виходячи з частоти серцевих скорочень та середнього артеріального тиску) лінійно пов'язаний з температурою навколишнього середовища у мишей і приблизно нижчим при 30 ° С, ніж при 22 ° C 20% C Таким чином, температурні відмінності симпатичного тонусу можуть відігравати роль у ліполізі в нашому дослідженні, але оскільки збільшення симпатичного тонусу стимулює, а не інгібує ліполіз, інші Механізми можуть протидіяти цьому зниженню культивованих мишей. Потенційна роль у розпаді жиру в організмі. Кімнатна температура. Крім того, частина стимулюючого впливу симпатичного тонусу на ліполіз опосередковано опосередковується сильним пригніченням секреції інсуліну, підкреслюючи вплив інсуліну, що перериває добавку на ліполіз30, але в нашому дослідженні були інсуліновими інсуліном та С-пептидом при різних температурах плазми та С-пептидного симпатичного тонусу при різних температурах плазми в плазмі крові при різних температурах плазми в плазмі крові при різних температурах плазми плазми та С-пепетидний тон при різних температурах Недостатньо для зміни ліполізу. Натомість ми виявили, що відмінності в енергетичному статусі, швидше за все, є головним фактором цих відмінностей у мишах DIO. Основні причини, що призводять до кращого регулювання споживання їжі з ЕЕ у мишей звичайної ваги, потребують подальшого вивчення. Загалом, однак, споживання їжі контролюється гомеостатичними та гедонічними сигналами 31,32,33. Хоча існує дискусія щодо того, які з двох сигналів є кількісно важливим, 31,32,33 добре відомо гомеостаз. . - Регульоване споживання їжі34,35,36. Тому підвищена поведінка гедонічного годування мишей DIO, які отримували 45% HFD, може бути однією з причин, чому ці миші не врівноважували споживання їжі з ЕЕ. Цікаво, що відмінності в апетиті та регулюючі гормони глюкози в крові спостерігалися також у контрольованих температурами мишам DIO, але не у нормальних мишей. У DIO мишей рівень лептину в плазмі збільшувався при температурі, а рівень глюкагону знижувався при температурі. Ступінь, в якому температура може безпосередньо впливати на ці відмінності, заслуговує на подальше вивчення, але у випадку лептину відносний негативний енергетичний баланс і, таким чином високо корельований37. Однак інтерпретація сигналу глюкагона є більш спантеличою. Як і у випадку з інсуліном, секреція глюкагону сильно інгібувала підвищенням симпатичного тонусу, але найвищий симпатичний тон, як прогнозував, був у групі 22 ° С, яка мала найвищі концентрації глюкагони в плазмі. Інсулін - ще один сильний регулятор глюкагону в плазмі, а резистентність до інсуліну та діабет 2 типу сильно пов'язані з голодуванням та постпрандіальною гіперглюкагоніемією 38,39. Однак миші DIO в нашому дослідженні також були нечутливими до інсуліну, тому це також не могло бути головним фактором збільшення сигналізації глюкагону в групі 22 ° C. Вміст жирового печінки також позитивно пов'язаний зі збільшенням концентрації глюкагону в плазмі, механізми яких, у свою чергу, можуть включати резистентність до глюкагону печінку, зниження вироблення сечовини, посилення концентрації амінокислот циркуляції та збільшення амінокислот-стимульованої секреції глюкагону40,41, 42. Однак, оскільки екстракційні концентрації гліцерину та ТГ не відрізнялися між групами температури в нашому дослідженні, це також не може бути потенційним фактором збільшення концентрацій у плазмі крові в групі 22 ° С. Тріойотиронін (Т3) відіграє вирішальну роль у загальній швидкості метаболізму та ініціації метаболічного захисту від гіпотермії43,44. Таким чином, концентрація Т3 у плазмі крові, можливо, контрольована за допомогою центрально опосередкованих механізмів, 45,46 збільшується як у мишей, так і у людини в меншій кількості термонейтральних умов47, хоча збільшення людини менше, що більше схильне до мишей. Це відповідає втраті тепла для навколишнього середовища. У поточному дослідженні ми не вимірювали концентрації Т3 у плазмі Т3, але концентрації, можливо, були нижчими у групі 30 ° С, що може пояснити вплив цієї групи на рівні глюкагону в плазмі, як ми (оновлені рисунок 5А) та інші показали, що Т3 збільшує плазмовий глюкагон залежно від дози. Повідомлялося, що гормони щитовидної залози індукують експресію FGF21 у печінці. Як і глюкагон, концентрація FGF21 у плазмі крові також збільшувалася з концентраціями Т3 у плазмі (додаткові рис. 5b та посилання 48), але порівняно з глюкагоном, концентрації в плазмі FGF21 у нашому дослідженні не впливали на температуру. Основні причини цієї невідповідності потребують подальшого дослідження, але індукція FGF21, керована Т3, повинна відбуватися при більш високих рівнях впливу Т3 порівняно з спостережуваною реакцією глюкагону, керованим Т3 (додатковою рис. 5В).
Показано, що HFD сильно пов'язаний з порушенням толерантності до глюкози та інсулінорезистентністю (маркерами) у мишей, вирощених при 22 ° С. Однак HFD не асоціювався ні з порушенням толерантності до глюкози, ні в інсулінорезистентності, коли вирощується в термонейтральному середовищі (визначається тут як 28 ° C) 19. У нашому дослідженні цей взаємозв'язок не повторювався у мишей DIO, але миші нормальної ваги підтримували при 30 ° C значно покращили толерантність до глюкози. Причина цієї різниці вимагає подальшого вивчення, але може впливати той факт, що миші ДІО в нашому дослідженні були стійкими до інсуліну, з концентрацією С-пептиду в плазмі натще та концентраціям інсуліну в 12-20 разів вище, ніж мишей з нормальною вагою. і в крові натщесерце. Концентрації глюкози близько 10 мм (близько 6 мм при нормальній масі тіла), що, здається, залишає невелике вікно для будь -якого потенційного сприятливого впливу впливу термонейтральних умов для поліпшення толерантності до глюкози. Можливим заплутаним фактором є те, що з практичних причин OGTT здійснюється при кімнатній температурі. Таким чином, у мишей, що містяться при більш високих температурах, зазнали легкий холодний удар, що може вплинути на поглинання/зазор глюкози. Однак, виходячи з подібних концентрацій глюкози в крові голодування у різних температурних групах, зміни температури навколишнього середовища можуть суттєво вплинути на результати.
Як згадувалося раніше, нещодавно було підкреслено, що підвищення кімнатної температури може послабити деякі реакції на холодний стрес, що може поставити під сумнів перенесення даних миші людям. Однак незрозуміло, яка оптимальна температура для підтримки мишей для імітації фізіології людини. На відповідь на це питання також може впливати сфера дослідження та вивчення кінцевої точки. Прикладом цього є вплив дієти на накопичення жиру печінки, толерантність до глюкози та інсулінорезистентність19. З точки зору енерговитратних витрат, деякі дослідники вважають, що термонейтральність є оптимальною температурою для вирощування, оскільки люди потребують невеликої додаткової енергії, щоб підтримувати свою основну температуру тіла, і вони визначають одну температуру кола для дорослих мишей як 30 ° C7,10. Інші дослідники вважають, що температура, порівнянна з тим, що люди, як правило, відчувають дорослих мишей на одному коліні, становить 23-25 ° C, оскільки вони виявили, що термонейтральність становить 26-28 ° C і на основі людей, що знаходяться на 3 ° C. Їх нижча критична температура, визначена тут як 23 ° C, трохи 8,12. Наше дослідження узгоджується з кількома іншими дослідженнями, які заявляють, що тепловий нейтралітет не досягається при 26-28 ° C, 7, 10, 11, 24, 25, що вказує на те, що 23-25 ° C занадто низький. Ще одним важливим фактором, який слід враховувати, що стосується кімнатної температури та термонейтральності у мишей, є одиночний або груповий корпус. Коли мишей розміщувались у групах, а не окремо, як і в нашому дослідженні, чутливість температури була знижена, можливо, через скупчення тварин. Однак кімнатна температура все ще була нижче LTL з 25, коли використовувались три групи. Мабуть, найважливіша міжвидова різниця в цьому плані - це кількісне значення активності BAT як захисту від переохолодження. Таким чином, хоча миші значною мірою компенсують свою більш високу втрату калорій за рахунок збільшення активності кажанів, що становить понад 60% ЕЕ при 5 ° С, 51,52 внесок активності людських кажанів у ЕЕ був значно вищим, значно меншим. Тому зниження активності кажанів може бути важливим способом збільшення перекладу людини. Регуляція активності кажанів є складною, але часто опосередковується комбінованим ефектом адренергічної стимуляції, гормонів щитовидної залози та експресії UCP114,54,55,56,57. Наші дані свідчать про те, що температуру потрібно підвищити вище 27,5 ° C порівняно з мишами при 22 ° С з метою виявлення відмінностей в експресії генів кажанів, відповідальних за функцію/активацію. Однак відмінності, виявлені між групами при 30 та 22 ° C, не завжди вказували на збільшення активності BAT у групі 22 ° C, оскільки UCP1, ADRB2 та VEGF-A були зниженими в групі 22 ° C. Першопричина цих несподіваних результатів залишається визначити. Одна з можливостей полягає в тому, що їх підвищений вираз може не відображати сигнал підвищеної кімнатної температури, а скоріше гострий ефект переміщення їх з 30 ° С до 22 ° С у день видалення (миші відчували це за 5-10 хвилин до зльоту) . .).
Загальне обмеження нашого дослідження полягає в тому, що ми вивчали лише мишей -чоловіків. Інші дослідження свідчать про те, що стать може бути важливою увагою в наших первинних показаннях, оскільки миші з одноколінними мишами більш чутливі до температури через більш високу теплопровідність та підтримку більш жорсткої контрольованої температури ядра. Крім того, самки мишей (на HFD) показали більшу асоціацію споживання енергії з ЕЕ при 30 ° С порівняно з мишами -чоловіками, які споживали більше мишей однієї статі (20 ° С у цьому випадку) 20. Таким чином, у жіночих мишей ефект субтермонетрального вмісту вищий, але має ту саму картину, що і у чоловічих мишей. У нашому дослідженні ми зосереджувались на мишах-чоловіків на одному коліні, оскільки це умови, за яких проводяться більшість досліджень метаболічних досліджень. Ще одним обмеженням нашого дослідження було те, що миші були на одному раціоні протягом усього дослідження, що перешкоджало вивченню важливості кімнатної температури для метаболічної гнучкості (як вимірюється змінами змін дієтичних змін у різних складах макроелементів). У мишей -жінок та чоловіків, що зберігаються при 20 ° С, порівняно з відповідними мишами, що зберігаються при 30 ° С.
На закінчення, наше дослідження показує, що, як і в інших дослідженнях, миші з нормальною вагою LAP 1 є термонейтральними вище прогнозованих 27,5 ° C. Крім того, наше дослідження показує, що ожиріння не є головним ізоляційним фактором у мишей з нормальною вагою або діо, внаслідок чого співвідношення температури: EE у DIO та мишей нормальної ваги. Хоча прийом їжі мишей нормальної ваги відповідав ЕЕ і, таким чином, підтримував стабільну масу тіла у всьому діапазоні температури, прийом їжі мишей DIO було однаковим при різних температурах, що призводить до більш високого співвідношення мишей при 30 ° С . При 22 ° С набув більше маси тіла. В цілому систематичні дослідження, що вивчають потенційну важливість життя нижче термонейтральної температури, є гарантованими через часто спостерігається погана переносимість між мишачами та людськими дослідженнями. Наприклад, у дослідженні ожиріння часткове пояснення загалом біднішої трансляції може бути пов'язано з тим, що дослідження для схуднення миші зазвичай проводяться на тваринах, що зберігаються при температурі, що зберігаються при кімнатній температурі через їх підвищений ЕЕ. Перебільшена втрата ваги порівняно з очікуваною масою тіла людини, зокрема, якщо механізм дії залежить від збільшення ЕЕ за рахунок збільшення активності BAP, яка є більш активною та активованою при кімнатній температурі, ніж при 30 ° С.
Відповідно до Датського експериментального закону про тварин (1987) та Національному інституту охорони здоров'я (публікація № 85-23) та Європейська конвенція про захист хребців, що використовуються для експериментальних та інших наукових цілей (Рада Європи № 123, Страсбург , 1985).
Двадцятижневі миші C57BL/6J були отримані від Janvier Saint Berthevin Cedex, Франція, і отримували стандартний чау (альтромін 1324) та воду (~ 22 ° C) після світла 12:12 годин: темний цикл. кімнатна температура. Мишам -чоловіком DIO (20 тижнів) були отримані від того ж постачальника і отримували доступ до Libitum до дієти з високим вмістом жиру на 45% (кат. Мишей були пристосовані до навколишнього середовища за тиждень до початку дослідження. За два дні до перенесення в систему непрямої калориметрії мишей зважували, піддавали МРТ скануванню (ECHOMRITM, TX, США) та розділили на чотири групи, що відповідають масі тіла, жиру та нормальній масі тіла.
Графічна схема конструкції дослідження показана на малюнку 8. Миші були перенесені у закриту та контрольовану температурою системи непрямої калориметрії в Syable Systems Internationals (Nevada, США), яка включала монітори якості їжі та води та рамку Promethion BZ1, який записаний Рівні активності шляхом вимірювання розривів променя. Xyz. Мишей (n = 8) розміщували індивідуально при 22, 25, 27,5 або 30 ° C, використовуючи постільну білизну, але немає притулку та гніздового матеріалу на 12: 12-годинному світлі: темний цикл (світло: 06: 00–18:00) . 2500 мл/хв. Мишей акліматизували за 7 днів до реєстрації. Записи збирали чотири дні поспіль. Після цього мишей зберігали при відповідних температурах при 25, 27,5 та 30 ° С протягом додаткових 12 днів, після чого додавали концентрати клітини, як описано нижче. Тим часом групи мишей, що зберігаються при 22 ° C 06:00) До досягнення 30 ° С після цього температуру знижували до 22 ° С і дані збирали ще два дні. Після двох додаткових днів запису при 22 ° С шкури додавали до всіх клітин при всіх температурах, а збір даних розпочався на другий день (17 день) і протягом трьох днів. Після цього (день 20), що гніздовий матеріал (8-10 г) додавали до всіх клітин на початку світлого циклу (06:00), а дані збирали ще три дні. Таким чином, наприкінці дослідження мишей, що зберігали при 22 ° С, зберігали при цій температурі протягом 21/33 днів і при 22 ° С протягом останніх 8 днів, тоді як миші при інших температурах зберігалися при цій температурі протягом 33 днів. /33 дні. Мишей годували протягом періоду дослідження.
Нормальна вага та миші з діо дотримувались тих же процедур дослідження. У день -9 мишей зважували, сканували МРТ і розділяли на групи, порівнянні у масі тіла та складі тіла. У день -7 мишей переносили на закриту температуру непряму калориметрію, виготовлену Sable Systems International (Невада, США). Мишей розміщували індивідуально з постільною білизною, але без гніздування або матеріалів притулку. Температура встановлюється на 22, 25, 27,5 або 30 ° C. Після одного тижня акліматизації (дні -7 до 0, тварин не порушували), дані збирали чотири дні поспіль (дні 0-4, дані, показані на рис. 1, 2, 5). Після цього мишей, що зберігаються в 25, 27,5 та 30 ° C, зберігали в постійних умовах до 17 -го дня. У той же час, температуру в групі 22 ° C збільшувались з інтервалом 2 ° C через день, регулюючи температурний цикл (06:00 год) на початку опромінення світла (дані показані на рис. 1) . На 15 день температура знизилася до 22 ° С, а два дні даних були зібрані для надання базових даних для подальших методів лікування. Шкури додавали до всіх мишей 17 день, а матеріал гніздування додавали на 20 день (рис. 5). 23 -го дня мишей зважували та піддавали МРТ -скануванню, а потім залишали наодинці на 24 години. На 24 день мишей постили з початку фотоперіоду (06:00) та отримували OGTT (2 г/кг) о 12:00 (6-7 годин посту). Після цього мишей повернули до відповідних умов соболів та евтаназували на другий день (25 день).
Миші DIO (n = 8) дотримувались того ж протоколу, як і миші нормальної ваги (як описано вище та на малюнку 8). Миші підтримували 45% HFD протягом усього експерименту з витрат на енергетику.
VO2 та VCO2, а також тиск водяної пари реєструвались з частотою 1 Гц з постійною частою клітин 2,5 хв. Прийом їжі та води збирали безперервним записом (1 Гц) ваги їжі та водних відчень. Використовуваний монітор якості повідомив про роздільну здатність 0,002 г. Рівень активності реєстрували за допомогою монітора масиву променя 3D XYZ, дані збирали при внутрішній роздільній здатності 240 Гц та повідомляли кожну секунду для кількісної оцінки загальної проїзної відстані (M) з ефективною просторовою роздільною здатністю 0,25 см. Дані обробляли за допомогою макро інтерпретатора Syable System v.2.41, обчислення ЕЕ та повторного фільтрації та фільтрування (наприклад, подій помилкової їжі). Макрос -інтерпретатор налаштований на вихідні дані для всіх параметрів кожні п’ять хвилин.
Окрім регулювання ЕЕ, температура навколишнього середовища також може регулювати інші аспекти метаболізму, включаючи постпрандіальний метаболізм глюкози, регулюючи секрецію глюкози-метаболізуючої гормони. Щоб перевірити цю гіпотезу, ми нарешті завершили дослідження температури тіла, провокуючи мишей нормальної ваги з пероральним навантаженням глюкози (2 г/кг). Методи детально описані в додаткових матеріалах.
Наприкінці дослідження (день 25) мишей голодували протягом 2-3 годин (починаючи з 06:00), знеболювали ізофлураном і повністю кровоточили ретроорбітальною венипункцією. Кількісне визначення ліпідів та гормонів та ліпідів у печінці в печінці описано в додаткових матеріалах.
Дослідження того, чи спричиняє температура оболонки внутрішні зміни жирової тканини, що впливають на ліполіз, пахова та епідидимальна жирова тканина висікали безпосередньо з мишей після останньої стадії кровотечі. Тканини обробляли за допомогою нещодавно розробленого аналізу ліполізу ex vivo, описаного в додаткових методах.
Коричнева жирова тканина (BAT) збирали в день закінчення дослідження та обробляли, як описано в додаткових методах.
Дані представлені як середнє значення ± SEM. Графіки були створені в GraphPad Prism 9 (La Jolla, Каліфорнія), а графіка редагувалася в Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, Каліфорнія). Статистичну значимість оцінювали в GraphPad Prism та перевіряли парним t-тестом, повторними заходами в односторонній/двосторонній ANOVA з подальшим тестом на багаторазові порівняння Тукі або непарним одностороннім ANOVA з подальшим тестом на багаторазові порівняння Тукі. Гауссовий розподіл даних був підтверджений тестом нормальності D'Agostino-Pearson перед тестуванням. Розмір вибірки вказаний у відповідному розділі розділу "Результати", а також у легенді. Повторення визначається як будь -яке вимірювання, проведене на одній тварині (in vivo або на тканинному зразку). З точки зору відтворюваності даних, у чотирьох незалежних дослідженнях було продемонстровано зв'язок між енерговитратами та температурою випадків, використовуючи різні миші з аналогічною конструкцією дослідження.
Детальні експериментальні протоколи, матеріали та необроблені дані доступні за розумним запитом головного автора Руна Е. Куре. Це дослідження не генерувало нові унікальні реагенти, трансгенні лінії тварин/клітин або послідовність даних.
Для отримання додаткової інформації про дизайн дослідження див. Звіт про дослідження Nature Abstract, пов’язаний із цією статтею.
Усі дані утворюють графік. 1-7 були здані в репозиторію наукової бази даних, номер приєднання: 1253.11.sciencedb.02284 або https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284. Дані, показані в ESM, можуть бути надіслані до Rune E Kuhre після розумного тестування.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Clistensen, M. Лабораторні тварини як сурогатні моделі ожиріння людини. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Clistensen, M. Лабораторні тварини як сурогатні моделі ожиріння людини.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. і Тан-Хрістенсен М. Лабораторні тварини як сурогатні моделі ожиріння людини. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Cristensen, M. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Cristensen, M. Експериментальні тварини як замінююча модель для людини.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. і Тан-Хрістенсен М. Лабораторні тварини як сурогатні моделі ожиріння у людини.Фармакологія Acta. Злочин 33, 173–181 (2012).
Гілпін, DA розрахунок нової постійної Mie та експериментального визначення розміру опіку. Бернс 22, 607–611 (1996).
Гордон, SJ Терморегуляторна система миші: її наслідки для передачі біомедичних даних людям. Фізіологія. Поведінка. 179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Немає ізоляційного ефекту ожиріння. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Немає ізоляційного ефекту ожиріння.Fischer AW, Chikash RI, Von Essen G., Cannon B. та Nedergaard J. Немає ефекту ізоляції ожиріння. Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. 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. Oжyrenyе в ньому нерух Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Ожиріння не має ізоляційного ефекту.Так. Дж. Фізіологія. ендокринний. метаболізм. 311, E202 - E213 (2016).
Лі, П. та ін. Температура коричнева жирова тканина модулює чутливість до інсуліну. Діабет 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ та ін. Нижня критична температура та індукований холодом термогенез були обернено пов'язані з масою тіла та базальною швидкістю метаболізму у людей з низькою вагою. Дж. Тепле. біологія. 69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Оптимальні температури житла для мишей для імітації теплового середовища людини: експериментального дослідження. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Оптимальні температури житла для мишей для імітації теплового середовища людини: експериментального дослідження.Fischer, AW, Cannon, B., and Nedergaard, J. Оптимальні температури будинку для мишей для імітації теплового середовища людини: експериментальне дослідження. 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. та Nedergaard J. Оптимальна температура житла для мишей, що імітують теплове середовище людини: експериментальне дослідження.Мур. метаболізм. 7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Яка найкраща температура житла для перекладу експериментів миші на людину? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Яка найкраща температура житла для перекладу експериментів миші на людину?Кейтер Дж, Лі М та Спікман -молодший Яка найкраща кімната для перенесення експериментів з мишами людям? 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？ Keijer, J., Li, M. & Speakman, JRКейтер Дж, Лі М та Спікман -молодший Яка оптимальна температура оболонки для перенесення експериментів миші людині?Мур. метаболізм. 25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & Macdougald, OA миші як експериментальні моделі для фізіології людини: коли кілька ступенів температури житла. Seeley, RJ & Macdougald, OA миші як експериментальні моделі для фізіології людини: коли кілька ступенів температури житла. Seeley, RJ & MacDougald, OA Мыши как экспериментальные модели для физиологии человека: когда несколько градусов в жилище имеют зNаеніе. Seeley, RJ & Macdougald, OA миші як експериментальні моделі фізіології людини: коли кілька ступенів у житлі мають значення. 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 Mmышie Seeley, RJ & MacDougald, Oa -как -кшерентальняя ymеюt зnаченіе. Seeley, RJ & Macdougald, OA миші як експериментальна модель фізіології людини: коли кілька градусів кімнатної температури.Національний метаболізм. 3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Відповідь на запитання "Яка найкраща температура житла для перекладу експериментів миші на людину?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Відповідь на запитання "Яка найкраща температура житла для перекладу експериментів миші на людину?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Відповідь на запитання "Яка найкраща кімнатна температура для передачі експериментів миші людям?" 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. та Nedergaard J. Відповіді на питання "Яка оптимальна температура оболонки для передачі експериментів миші людині?"Так: Термонейтральний. Мур. метаболізм. 26, 1-3 (2019).
Час посади: 28-2022 жовтня
