中缅树鼩脂肪组织季节性变化的研究

论文摘要

栖息于不同自然环境中的动物具有各自的生存适应对策,小型哺乳动物可通过增加产热的方式抵御严寒。NST为小型哺乳动物处于低温环境下的主要产热方式,其发生部位通常被认为是BAT。近年来研究发现,在特定条件刺激下,WAT可诱导产生米色脂肪细胞,该细胞能表达褐色脂肪细胞的产热基因—UCP1。本论文以中缅树鼩（Tupaia belangeri）为研究对象,在本研究组之前的研究基础上,从个体、组织器官、分子层面探究自然环境下中缅树鼩脂肪组织的季节性变化情况,为建立中缅树鼩在不同季节变化环境下能量稳态维持机制及其生存适应模式提供基础材料。本论文主要进行以下四个部分的研究:1.中缅树鼩体重和产热的季节性变化中缅树鼩体重、摄食量、静止代谢率、NST及UCP1含量均出现显著季节性差异。其中冬季中缅树鼩体重、摄食量、静止代谢率、UCP1含量极显著高于夏季,春秋差异不显著。冬季体重、摄食量、静止代谢率、UCP1含量、NST较夏季分别增加了23.67%、36.74%、22.65%、28.69%、44.34%。表明中缅树鼩在冬季通过增加摄食量,从而增加体重,通过增加UCP1的含量促进NST适应寒冷环境。中缅树鼩冬季体重增加可能与其生境有关。中缅树鼩常栖息的热带、亚热带及其高原地区,食物资源也相对充足,即使在冬季,中缅树鼩仍可通过增加食物储存来满足能量消耗,因此中缅树鼩冬季摄食量高于夏季,以增加体重抵御严寒。其冬季体重的增加有一部分可能来源于脂肪组织的增重。2.中缅树鼩PET/CT扫描及脂肪组织形态学的季节性变化研究（1）PET/CT扫描:本研究利用PET/CT对不同季节下的中缅树鼩进行扫描,探究其脂肪组织的代谢活性。结果显示:（1）白色脂肪组织:冬季中缅树鼩腹股沟WAT的18氟—氟化脱氧葡萄糖(18F-FDG)吸收后,平均辐射值（SUV）最大,夏季SUV最小,春秋两季介于冬夏之间。（2）褐色脂肪组织:冬季中缅树鼩肩胛BAT的18F-FDG吸收后,SUV最大,夏季SUV最小,春秋两季介于两者之间。表明处于冬季的中缅树鼩WAT、BAT的代谢活性均增强。（2）脂肪组织形态学研究（苏木素-伊红染色切片HE）:（1）白色脂肪组织:夏季白色脂肪细胞形态较大,为单腔室脂肪滴,冬季分化出具有小脂滴的多腔室脂肪细胞,细胞间隙增多,且颜色变暗。（2）褐色脂肪组织:夏季细胞直径最大,排列疏松,冬季细胞直径最小,细胞数量最多,排列紧密。结果表明WAT中冬季的脂肪滴较夏季明显变小,冬季的WAT颜色变深,表现出与褐色脂肪组织相似的形态,这可能是线粒体数量增加所致,WAT中出现了细胞分化。BAT在冬季细胞数量增多,脂肪滴变小,表明BAT通过分化增加褐色脂肪数量使脂肪组织增重,从而增加UCP1含量,促进NST。3.中缅树鼩脂肪组织流式分析的季节性变化（1）白色脂肪组织:中缅树鼩WAT进行UCP1抗体标记,夏季白色脂肪细胞UCP1阳性表达最低,为8.98%,冬季UCP1阳性表达最高,为60.91%。进一步利用米色脂肪细胞特异性抗体CD137对中缅树鼩腹部WAT进行标记,发现其变化趋势与UCP1标记趋势一样:随着气候变冷,CD137阳性表达的细胞增加。（2）褐色脂肪组织:中缅树鼩BAT进行UCP1抗体标记,夏季BAT有22.38%的细胞显示出阳性,冬季有83.78%的细胞出现UCP1阳性表达。结果表明中缅树鼩在冬季,白色脂肪组织中UCP1及CD137阳性表达均增加,诱导WAT“褐变”,可能产生米色脂肪细胞;BAT中UCP1阳性表达增加,表明其产热活性增强。4.中缅树鼩PPARα、COX-2、PGC-1α基因表达量的季节性变化（1）白色脂肪组织:中缅树鼩WAT中COX-2冬季表达量极显著高于春、夏、秋三季;PGC-1α表达量冬季达到最高,显著高于夏季,春秋两季PGC-1α表达量介于冬夏之间;PPARα基因表达量季节变化不显著。（2）褐色脂肪组织:中缅树鼩BAT中COX-2秋季和冬季的表达量极显著高于春、夏两季;PGC-1α基因表达量季节变化不显著;PPARα春季和冬季基因表达量显著高于夏季。中缅树鼩WAT中COX-2、PGC-1α的表达量均表现为冬季高于夏季,说明WAT发生了“褐变”。中缅树鼩BAT中冬季PPARα、COX-2的表达量均高于夏季,说明冬季中缅树鼩BAT通过促进褐色脂肪细胞分化,增加UCP1含量,提高NST越冬。综上所述,中缅树鼩在冬季,通过诱导WAT发生“褐变”,产生米色脂肪细胞,增加UCP1的表达量,弥补由BAT发生的NST不足;褐色脂肪组织则分化出更多的原生褐色脂肪细胞,使UCP1活性增强,提高NST的方式来抵御严寒。本研究首次证明了中缅树鼩在自然环境的低温条件下WAT也能发生褐变,生成产热细胞,BAT发生分化以增加产热。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号说明
• 第1章 前言
• 第2章 实验材料与方法
•   2.1 研究对象
•   2.2 动物处理
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 摄食量的测定
•     2.3.2 RMR、NST的测定
•     2.3.3 UCP1 的测定
•     2.3.4 PET/CT扫描
•     2.3.5 组织形态学
•     2.3.6 流式分析
•     2.3.7 基因表达量的测定
•   2.4 数据处理
• 第3章 中缅树鼩基础生理学的季节性变化
•   3.1 材料与方法
•   3.2 结果
•   3.3 讨论
• 第4章 中缅树鼩PET/CT扫描及脂肪组织形态学的季节性变化··
•   4.1 材料和方法
•   4.2 结果
•     4.2.1 中缅树鼩PET/CT扫描的季节性变化
•     4.2.2 中缅树鼩脂肪组织形态学季节性变化的研究
•   4.3 讨论
• 第5章 中缅树鼩脂肪组织季节性变化的流式分析
•   5.1 实验材料与方法
•   5.2 结果
•     5.2.1 白色脂肪细胞的流式分析
•     5.2.2 褐色脂肪细胞的流式分析
•   5.3 讨论
• 第6章 中缅树鼩PPARα、COX-2、PGC-1α基因表达量的季节性变化
•   6.1 材料与方法
•   6.2 结果
•     6.2.1 脂肪组织总RNA的提取
•     6.2.2 白色脂肪组织PPARα、COX-2、PGC-1α基因表达量的季节性变化
•     6.2.3 褐色脂肪组织COX-2、PGC-1α、PPARα基因表达量的季节性变化
•   6.3 讨论
• 第7章 文献综述
•   7.1 动物对季节性变化的适应
•     7.1.1 体重适应性变化
•     7.1.2 能量代谢及产热特征
•     7.1.3 UCP1
•   7.2 脂肪组织
•     7.2.1 褐色脂肪组织
•     7.2.2 白色脂肪组织
•     7.2.3 米色脂肪组织及褐变
•   7.3 PET-CT简述
•   7.4 流式细胞分析概述
•     7.4.1 流式细胞分析的发展
•     7.4.2 流式细胞分析在动物学中的应用
•     7.4.3 流式细胞仪在动物病理学研究中的应用
•     7.4.4 小结
•   7.5 展望
• 第8章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果及获奖情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 梅丽

导师: 王政昆

关键词: 中缅树鼩,脂肪组织,产热能力,季节变化

来源: 云南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 云南师范大学

分类号: Q958

总页数: 81

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