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생쥐의 대부분의 대사 연구는 실온에서 수행되지만 이러한 조건에서 인간과 달리 생쥐는 내부 온도를 유지하는 데 많은 에너지를 소비합니다.여기에서는 차우차우 또는 45% 고지방식을 먹인 C57BL/6J 마우스의 정상 체중과 다이어트 유발 비만(DIO)에 대해 설명합니다.마우스를 간접 열량계 시스템에 22, 25, 27.5 및 30℃에서 33일 동안 두었습니다.우리는 두 마우스 모델에서 에너지 소비가 30°C에서 22°C까지 선형적으로 증가하고 22°C에서 약 30% 더 높다는 것을 보여줍니다.정상 체중의 생쥐에서 음식 섭취는 EE를 방해했습니다.반대로, DIO 생쥐는 EE가 감소할 때 음식 섭취를 감소시키지 않았습니다.따라서 연구가 끝날 때 30°C의 쥐는 22°C의 쥐보다 체중, 지방량, 혈장 글리세롤 및 트리글리세리드가 더 높았습니다.DIO 생쥐의 불균형은 즐거움 기반 다이어트의 증가로 인한 것일 수 있습니다.
마우스는 인간 생리학 및 병태생리학 연구에 가장 일반적으로 사용되는 동물 모델이며, 약물 발견 및 개발의 초기 단계에서 사용되는 기본 동물인 경우가 많습니다.그러나 생쥐는 몇 가지 중요한 생리학적 측면에서 인간과 다르며, 동형척도법을 어느 정도 사용하여 인간으로 변환할 수 있지만 생쥐와 인간의 큰 차이점은 체온 조절과 에너지 항상성에 있습니다.이는 근본적인 불일치를 보여줍니다.성체 쥐의 평균 체중은 성체의 평균 체중(50g 대 50kg)보다 최소 1000배 적으며, Mee가 설명한 비선형 기하학적 변환으로 인해 표면적 대 질량 비율은 약 400배 다릅니다. .방정식 2. 결과적으로 생쥐는 부피에 비해 훨씬 더 많은 열을 잃어 온도에 더 민감하고 저체온증에 걸리기 쉬우며 평균 기초 대사율이 인간보다 10배 더 높습니다.표준 실내 온도(~22°C)에서 생쥐는 심부 체온을 유지하기 위해 총 에너지 소비(EE)를 약 30% 증가시켜야 합니다.더 낮은 온도에서 EE는 22°C의 EE에 비해 15°C와 7°C에서 약 50%와 100% 더 증가합니다.따라서 표준 주거 조건은 저온 스트레스 반응을 유도하여 마우스 결과를 인간에게 전달하는 능력을 손상시킬 수 있습니다. 현대 사회에 살고 있는 인간은 대부분의 시간을 열중립 조건에서 보내기 때문입니다. 우리 주변에 열중립대(TNZ)가 생성됨에 따라 기초 대사율보다 높은 EE) 범위는 ~19~30°C6인 반면, 생쥐의 범위는 2~4°C에 불과합니다7,8 실제로 이는 중요합니다. 측면은 최근 몇 년 동안 상당한 주목을 받았고4, 7,8,9,10,11,12 껍질 온도를 높이면 일부 "종 차이"가 완화될 수 있다고 제안되었습니다9. 그러나 온도 범위에 대한 합의는 없습니다. 이는 생쥐의 열중립성을 구성합니다.따라서 단일 무릎 쥐의 열중성 범위에서 더 낮은 임계 온도가 25°C에 가까운지 아니면 30°C에 가까운지 여부는 여전히 논란의 여지가 있습니다.EE 및 기타 대사 매개변수는 몇 시간에서 며칠로 제한되어 있으므로 다양한 온도에 장기간 노출되면 체중과 같은 대사 매개변수에 영향을 미칠 수 있는 정도가 불분명합니다.소비, 기질 활용, 포도당 내성, 혈장 지질 및 포도당 농도 및 식욕 조절 호르몬.또한, 식이요법이 이러한 매개변수에 어느 정도 영향을 미칠 수 있는지 확인하기 위한 추가 연구가 필요합니다(고지방 식이요법을 하는 DIO 생쥐는 즐거움 기반(쾌락) 식이요법을 더 지향할 수 있습니다).이 주제에 대한 더 많은 정보를 제공하기 위해 우리는 정상 체중의 성인 수컷 생쥐와 45% 고지방식을 섭취한 식이 유발 비만(DIO) 수컷 생쥐에서 앞서 언급한 대사 매개변수에 대한 사육 온도의 효과를 조사했습니다.생쥐를 최소 3주 동안 22, 25, 27.5 또는 30°C에 보관했습니다.표준 동물 사육장은 실내 온도보다 낮은 경우가 거의 없기 때문에 22°C 미만의 온도는 연구되지 않았습니다.우리는 정상 체중 및 단일 원형 DIO 마우스가 인클로저 상태(쉼터/중첩 재료 유무에 관계없이)와 관계없이 EE 측면에서 인클로저 온도 변화에 유사하게 반응한다는 것을 발견했습니다.그러나 정상 체중 쥐는 EE에 따라 음식 섭취량을 조정한 반면, DIO 쥐의 음식 섭취량은 EE와 크게 독립적이어서 쥐의 체중이 더 많이 늘었습니다.체중 데이터에 따르면 지질과 케톤체의 혈장 농도는 30°C의 DIO 마우스가 22°C의 마우스보다 더 긍정적인 에너지 균형을 갖는 것으로 나타났습니다.정상 체중과 DIO 생쥐 사이의 에너지 섭취량과 EE 균형의 차이에 대한 근본적인 이유는 추가 연구가 필요하지만 DIO 생쥐의 병리생리학적 변화와 비만 다이어트의 결과로 인한 즐거움 기반 다이어트의 효과와 관련이 있을 수 있습니다.
EE는 30°C에서 22°C로 선형적으로 증가했으며 30°C에 비해 22°C에서 약 30% 더 높았습니다(그림 1a,b).호흡 교환율(RER)은 온도와 무관했습니다(그림 1c, d).음식 섭취량은 EE 역학과 일치했으며 온도가 감소함에 따라 증가했습니다(30°C에 비해 22°C에서 ~30% 더 높음(그림 1e, f). 물 섭취량. 양과 활동 수준은 온도에 의존하지 않았습니다(그림 1). 1g).
수컷 마우스(C57BL/6J, 20주령, 개별 수용, n=7)를 연구 시작 전 1주 동안 22℃의 대사 케이지에 가두었습니다.배경 데이터 수집 이틀 후, 하루 06시(명기 시작)에 온도를 2°C씩 올렸습니다.데이터는 평균 ± 평균의 표준 오차로 표시되며 어두운 단계(18:00~06:00h)는 회색 상자로 표시됩니다.a 에너지 소비(kcal/h), b 다양한 온도에서의 총 에너지 소비(kcal/24h), c 호흡 교환율(VCO2/VO2: 0.7~1.0), d 명암(VCO2/VO2) 단계의 평균 RER (0 값은 0.7로 정의됩니다).e 누적 음식 섭취량(g), f 24h 총 음식 섭취량, g 24h 총 물 섭취량(ml), h 24h 총 물 섭취량, i 누적 활동 수준(m) 및 j 총 활동 수준(m/24h).).마우스를 표시된 온도에서 48시간 동안 유지했습니다.24, 26, 28 및 30°C에 대해 표시된 데이터는 각 주기의 마지막 24시간을 나타냅니다.쥐는 연구 기간 동안 계속 먹이를 먹였습니다.일원 분산 분석(one-way ANOVA)의 반복 측정에 이어 Tukey의 다중 비교 테스트를 통해 통계적 유의성을 테스트했습니다.별표는 22°C의 초기 값에 대한 중요성을 나타내고, 음영은 표시된 대로 다른 그룹 간의 중요성을 나타냅니다. *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.전체 실험 기간(0~192시간) 동안 평균값을 계산했습니다.n = 7.
정상 체중 마우스의 경우와 마찬가지로 EE는 온도가 감소함에 따라 선형적으로 증가했으며, 이 경우 EE도 30°C에 비해 22°C에서 약 30% 더 높았습니다(그림 2a,b).RER은 다른 온도에서도 변하지 않았습니다 (그림 2c, d).정상 체중의 생쥐와 달리 음식 섭취량은 실온의 함수로서 EE와 일치하지 않았습니다.음식 섭취량, 물 섭취량 및 활동 수준은 온도와 무관했습니다 (그림 2e-j).
수컷(C57BL/6J, 20주) DIO 마우스를 연구 시작 전 1주 동안 22℃의 대사 케이지에 개별적으로 수용하였다.마우스는 45% HFD를 자유롭게 사용할 수 있습니다.이틀 동안 적응시킨 후 기본 데이터를 수집했습니다.그 후, 격일로 06:00(명상 시작)에 온도를 2°C씩 올렸습니다.데이터는 평균 ± 평균의 표준 오차로 표시되며 어두운 단계(18:00~06:00h)는 회색 상자로 표시됩니다.a 에너지 소비(kcal/h), b 다양한 온도에서의 총 에너지 소비(kcal/24h), c 호흡 교환율(VCO2/VO2: 0.7~1.0), d 명암(VCO2/VO2) 단계의 평균 RER (0 값은 0.7로 정의됩니다).e 누적 음식 섭취량(g), f 24h 총 음식 섭취량, g 24h 총 물 섭취량(ml), h 24h 총 물 섭취량, i 누적 활동 수준(m) 및 j 총 활동 수준(m/24h).).마우스를 표시된 온도에서 48시간 동안 유지했습니다.24, 26, 28 및 30°C에 대해 표시된 데이터는 각 주기의 마지막 24시간을 나타냅니다.연구가 끝날 때까지 마우스를 45% HFD로 유지했습니다.일원 분산 분석(one-way ANOVA)의 반복 측정에 이어 Tukey의 다중 비교 테스트를 통해 통계적 유의성을 테스트했습니다.별표는 22°C의 초기 값에 대한 중요성을 나타내고, 음영은 표시된 대로 다른 그룹 간의 중요성을 나타냅니다. *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.전체 실험 기간(0~192시간) 동안 평균값을 계산했습니다.n = 7.
또 다른 일련의 실험에서 우리는 동일한 매개 변수에 대한 주변 온도의 영향을 조사했지만 이번에는 특정 온도를 지속적으로 유지하는 쥐 그룹 사이에서 조사했습니다.체중, 지방 및 정상 체중의 평균 및 표준 편차의 통계적 변화를 최소화하기 위해 마우스를 4개 그룹으로 나누었습니다(그림 3a-c).7일의 적응 후 4.5일의 EE가 기록되었습니다.EE는 낮 시간과 밤 모두 주변 온도의 영향을 크게 받으며(그림 3d), 온도가 27.5°C에서 22°C로 감소함에 따라 선형적으로 증가합니다(그림 3e).다른 그룹에 비해 25°C 그룹의 RER은 다소 감소했으며 나머지 그룹 간에는 차이가 없었습니다(그림 3f,g).EE 패턴과 평행한 음식 섭취량은 30°C에 비해 22°C에서 약 30% 증가했습니다(그림 3h,i).물 소비량과 활동 수준은 그룹간에 크게 다르지 않았습니다 (그림 3j, k).최대 33일 동안 서로 다른 온도에 노출된 경우 그룹 간 체중, 제지방량, 체지방량의 차이가 발생하지 않았지만(그림 3n-s), 제지방량은 그룹 간 약 15% 감소했습니다. 자체 보고 점수(그림 3n-s).3b, r, c)) 지방량은 2배 이상 증가했습니다(~1g에서 2-3g, 그림 3c, t, c).안타깝게도 30°C 캐비닛에는 보정 오류가 있어 정확한 EE 및 RER 데이터를 제공할 수 없습니다.
- 8일 후(SABLE 시스템으로 전환하기 하루 전) 체중(a), 제지방량(b) 및 체지방량(c).d 에너지 소비량(kcal/h).e 다양한 온도(kcal/24시간)에서 평균 에너지 소비량(0~108시간).f 호흡 교환율(RER)(VCO2/VO2).g 평균 RER(VCO2/VO2).h 총 음식 섭취량(g).i 평균 음식 섭취량(g/24시간).j 총 물 소비량(ml).k 평균 물 소비량(ml/24시간).l 누적 활동 수준(m).m 평균 활동 수준(m/24h).n 18일째 체중, o 체중 변화(-8일부터 18일까지), p 18일째 제지방량, q 제지방량 변화(-8일부터 18일까지), r 18일째 체지방량 , 지방량의 변화(-8일에서 18일까지).반복 측정의 통계적 유의성은 Oneway-ANOVA에 이어 Tukey의 다중 비교 테스트를 통해 테스트되었습니다. *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.데이터는 평균 + 평균의 표준 오차로 표시되며 어두운 단계(18:00-06:00h)는 회색 상자로 표시됩니다.히스토그램의 점은 개별 마우스를 나타냅니다.전체 실험 기간(0~108시간) 동안 평균값을 계산했습니다.n = 7.
마우스는 기준선에서 체중, 제 지방량 및 체지방량이 일치했으며 (그림 4a-c) 정상 체중 마우스를 대상으로 한 연구에서와 같이 22, 25, 27.5 및 30 ° C에서 유지되었습니다..쥐 그룹을 비교할 때, EE와 온도 사이의 관계는 동일한 쥐에서 시간이 지남에 따라 온도와 유사한 선형 관계를 보여주었습니다.따라서 22°C에서 유지된 쥐는 30°C에서 유지된 쥐보다 약 30% 더 많은 에너지를 소비했습니다(그림 4d, e).동물의 효과를 연구할 때 온도가 항상 RER에 영향을 미치는 것은 아닙니다(그림 4f,g).음식 섭취량, 물 섭취량 및 활동은 온도에 크게 영향을 받지 않았습니다(그림 4h-m).33일 동안 사육한 후, 30°C의 생쥐는 22°C의 생쥐보다 체중이 상당히 높았습니다(그림 4n).각각의 기준점과 비교하여, 30°C에서 자란 쥐는 22°C에서 자란 쥐보다 체중이 상당히 높았습니다(평균 ± 평균의 표준 오차: 그림 4o).상대적으로 더 높은 체중 증가는 제 지방량의 증가 (그림 4r, s)보다는 지방량의 증가 (그림 4p, q) 때문이었습니다.30°C에서 더 낮은 EE 값과 일치하여 BAT 기능/활성을 증가시키는 여러 BAT 유전자(Adra1a, Adrb3 및 Prdm16)의 발현은 22°C에 비해 30°C에서 감소했습니다.BAT 기능/활성을 증가시키는 다른 주요 유전자인 Sema3a(신경돌기 성장 조절), Tfam(미토콘드리아 생물 발생), Adrb1, Adra2a, Pck1(포도당 신생합성) 및 Cpt1a는 영향을 받지 않았습니다.놀랍게도 발열 활성 증가와 관련된 Ucp1과 Vegf-a는 30°C 그룹에서 감소하지 않았습니다.실제로 3마리 생쥐의 Ucp1 수준은 22°C 그룹보다 높았으며 Vegf-a와 Adrb2도 유의하게 증가했습니다.22°C 그룹과 비교하여 25°C 및 27.5°C에서 유지된 마우스는 변화가 없었습니다(보충 그림 1).
- 9일 후(SABLE 시스템으로 전환하기 하루 전) 체중(a), 제지방량(b) 및 체지방량(c).d 에너지 소비량(EE, kcal/h).e 다양한 온도(kcal/24시간)에서 평균 에너지 소비량(0~96시간).f 호흡 교환율(RER, VCO2/VO2).g 평균 RER(VCO2/VO2).h 총 음식 섭취량(g).i 평균 음식 섭취량(g/24시간).j 총 물 소비량(ml).k 평균 물 소비량(ml/24시간).l 누적 활동 수준(m).m 평균 활동 수준(m/24h).n 23일차 체중(g), o 체중 변화, p 제지방량, q 9일차 대비 23일차 제지방량(g) 변화, 23일차 체지방량(g) 변화, 지방 질량(g)은 8일차와 비교하고, 23일차는 -8일차와 비교했습니다.반복 측정의 통계적 유의성은 Oneway-ANOVA에 이어 Tukey의 다중 비교 테스트를 통해 테스트되었습니다. *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.데이터는 평균 + 평균의 표준 오차로 표시되며 어두운 단계(18:00-06:00h)는 회색 상자로 표시됩니다.히스토그램의 점은 개별 마우스를 나타냅니다.전체 실험 기간(0~96시간) 동안 평균값을 계산했습니다.n = 7.
인간과 마찬가지로 생쥐도 환경으로의 열 손실을 줄이기 위해 미세 환경을 만드는 경우가 많습니다.EE에 대한 이 환경의 중요성을 정량화하기 위해 우리는 가죽 가드 및 둥지 재료 유무에 관계없이 22, 25, 27.5 및 30°C에서 EE를 평가했습니다.22°C에서 표준 스킨을 추가하면 EE가 약 4% 감소합니다.이후 중첩 재료를 추가하면 EE가 3~4% 감소했습니다(그림 5a,b).집이나 스킨 + 침구를 추가해도 RER, 음식 섭취량, 물 섭취량 또는 활동 수준에 큰 변화가 관찰되지 않았습니다(그림 5i-p).피부와 보금자리 재료를 추가하면 25°C와 30°C에서 EE가 크게 감소했지만 반응은 정량적으로 더 작았습니다.27.5°C에서는 차이가 관찰되지 않았습니다.특히, 이 실험에서 EE는 온도가 증가함에 따라 감소했으며, 이 경우 22°C에 비해 30°C에서 EE보다 약 57% 낮았습니다(그림 5c-h).EE가 기초 대사율에 더 가까운 가벼운 단계에 대해서만 동일한 분석이 수행되었습니다. 이 경우 마우스는 대부분 피부에 휴식을 취하여 다른 온도에서 비슷한 효과 크기를 나타 내기 때문입니다 (보조 그림 2a-h) .
은신처와 둥지 재료(진한 파란색), 집은 있지만 둥지 재료가 없는 생쥐(연한 파란색), 집과 둥지 재료(주황색)에 대한 데이터입니다.22, 25, 27.5, 30°C, b, d, f 및 h에서 a, c, e 및 g실의 에너지 소비량(EE, kcal/h)은 EE(kcal/h)를 의미합니다.ip 22°C에 사육된 생쥐에 대한 데이터: i 호흡수(RER, VCO2/VO2), j 평균 RER(VCO2/VO2), k 누적 음식 섭취량(g), l 평균 음식 섭취량(g/24h), m 총 물 섭취량(mL), n 평균 물 섭취량 AUC(mL/24h), o 총 활동(m), p 평균 활동 수준(m/24h).데이터는 평균 + 평균의 표준 오차로 표시되며 어두운 단계(18:00-06:00h)는 회색 상자로 표시됩니다.히스토그램의 점은 개별 마우스를 나타냅니다.반복 측정의 통계적 유의성은 Oneway-ANOVA에 이어 Tukey의 다중 비교 테스트를 통해 테스트되었습니다. *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.전체 실험 기간(0~72시간) 동안 평균값을 계산했습니다.n = 7.
정상 체중의 생쥐(2~3시간 단식)의 경우, 서로 다른 온도에서 사육해도 TG, 3-HB, 콜레스테롤, ALT 및 AST의 혈장 농도에는 유의한 차이가 없었지만 온도에 따른 HDL 농도는 유의미한 차이를 보였습니다.그림 6a-e).렙틴, 인슐린, C-펩타이드 및 글루카곤의 공복 혈장 농도도 그룹간에 차이가 없었습니다 (그림 6g-j).내당능 검사 당일(다른 온도에서 31일 후) 기준 혈당 수준(공복 5~6시간)은 약 6.5mM으로 두 군 간 차이는 없었습니다. 경구 포도당 투여는 모든 그룹에서 혈당 농도를 유의하게 증가시켰으나, 최고 농도와 곡선 아래 증분 면적(iAUC)(15-120분) 모두 30°C에 수용된 마우스 그룹에서 더 낮았습니다(개별 시점: P < 0.05–P < 0.0001, 그림 6k, l) 22, 25 및 27.5 °C에 보관된 마우스와 비교했습니다(서로 다르지 않음). 경구 포도당 투여는 모든 그룹에서 혈당 농도를 유의하게 증가시켰으나, 최고 농도와 곡선 아래 증분 면적(iAUC)(15-120분) 모두 30°C에 수용된 마우스 그룹에서 더 낮았습니다(개별 시점: P < 0.05–P < 0.0001, 그림 6k, l) 22, 25 및 27.5 °C에 보관된 마우스와 비교했습니다(서로 다르지 않음). Пероральное ведение глукозы значительно повышало концентрация глукозы в крови во всех группах, но как пиковая концентраци я, так и плоч и прирачения под Кривыми(iAUC) (15-120분) были ниже в группе мышей, содержаЂхся при 30 °C (отдельные временные 주제: P < 0,05–P < 0,0001, рис. 6k, l) по сравнениу с мышами, содержаЂмися при 22, 25 и 27,5 ° C (которые не различались между собой). 포도당을 경구 투여하면 모든 그룹에서 혈당 농도가 유의하게 증가했지만, 최고 농도와 곡선 아래 증분 면적(iAUC)(15~120분) 모두 30°C 마우스 그룹에서 더 낮았습니다(별도 시점: P < 0.05~ P < 0.0001, 그림 6k, l) 22, 25 및 27.5 ° C에서 유지 된 마우스 (서로 다르지 않음)와 비교했습니다.6분钟) 均较低(各个时间点) : P < 0.05–P < 0.0001,图6k,l) 与饲养 22, 25 와 27.5°C 적소鼠(彼此之间没有差异) 比.口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓島 但 在 在 30 ° C 饲养 小鼠组 中 , 浓島 와 曲线 下 增加 面积 면积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点点 点: P < 0.05–P < 0.0001,图6k,l) 与饲养 에서 22, 25 와 27.5°C 적소鼠(彼此之间没有差异) 比.포도당을 경구 투여하면 모든 그룹에서 혈당 농도가 유의하게 증가했지만, 최고 농도와 곡선하 면적(iAUC)(15~120분)은 모두 30°C를 먹인 쥐 그룹(모든 시점)에서 더 낮았습니다.: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0.05–P < 0.0001, 그림.6l, l) 22, 25, 27.5°C에서 보관된 마우스와 비교했습니다(서로 차이 없음).
TG, 3-HB, 콜레스테롤, HDL, ALT, AST, FFA, 글리세롤, 렙틴, 인슐린, C-펩타이드 및 글루카곤의 혈장 농도는 지정된 온도에서 섭식 33일 후 성인 수컷 DIO(al) 마우스에서 표시됩니다. .혈액 샘플링 2~3시간 전에 마우스에게 먹이를 주지 않았습니다.예외는 경구 포도당 내성 테스트였으며, 이는 연구가 종료되기 2일 전에 5~6시간 동안 금식하고 31일 동안 적절한 온도를 유지한 생쥐를 대상으로 수행되었습니다.마우스에게 체중 kg당 2g을 투여했습니다.곡선 데이터 아래 영역(L)은 증분 데이터(iAUC)로 표현됩니다.데이터는 평균 ± SEM으로 표시됩니다.점은 개별 샘플을 나타냅니다. *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.
DIO 마우스(역시 2~3시간 단식)에서 혈장 콜레스테롤, HDL, ALT, AST 및 FFA 농도는 그룹 간에 차이가 없었습니다.TG와 글리세롤은 모두 22°C 그룹에 비해 30°C 그룹에서 크게 증가했습니다(그림 7a-h).대조적으로, 3GB는 22°C에 비해 30°C에서 약 25% 더 낮았습니다(그림 7b).따라서 22°C에서 유지된 생쥐는 체중 증가로 알 수 있듯이 전반적으로 긍정적인 에너지 균형을 가졌음에도 불구하고 TG, 글리세롤 및 3-HB의 혈장 농도 차이는 샘플링할 때 22°C에서 생쥐가 22°C에서보다 적음을 시사합니다. 씨.°C.30°C에서 사육된 마우스는 상대적으로 더 에너지적으로 부정적인 상태에 있었습니다.이와 일치하여 추출 가능한 글리세롤과 TG의 간 농도는 글리코겐과 콜레스테롤이 아닌 30 ° C 그룹에서 더 높았습니다 (보충 그림 3a-d).지방 분해의 온도 의존적 차이(혈장 TG 및 글리세롤로 측정)가 부고환 또는 서혜부 지방의 내부 변화의 결과인지 여부를 조사하기 위해 연구 마지막에 이러한 저장소에서 지방 조직을 추출하고 유리 지방산을 정량화했습니다. 생체.그리고 글리세롤의 방출.모든 실험 그룹에서 부고환 및 사타구니 저장소의 지방 조직 샘플은 이소프로테레놀 자극에 반응하여 글리세롤 및 FFA 생산이 최소 2배 증가한 것으로 나타났습니다(보충 그림 4a-d).그러나 기저 또는 이소프로테레놀 자극 지방분해에 대한 껍질 온도의 영향은 발견되지 않았습니다.더 높은 체중과 체지방량과 일치하여 혈장 렙틴 수치는 22°C 그룹보다 30°C 그룹에서 유의하게 더 높았습니다(그림 7i).이에 반해 혈장 내 인슐린과 C-펩타이드 농도는 온도군 간 차이가 없었으나(도 7k, k), 혈장 글루카곤은 온도에 따른 의존성을 보였는데, 이 경우 반대군에서는 거의 22℃를 두 배로 비교하였다. 30°C.에서.그룹 C(그림 7l).FGF21은 온도 그룹에 따라 다르지 않았습니다 (그림 7m).OGTT 당일 기준 혈당은 약 10mM이었고 다른 온도에 보관된 생쥐 간에는 차이가 없었습니다(그림 7n).포도당의 경구 투여는 혈당 수치를 증가시켰으며 모든 그룹에서 투여 후 15분 후에 약 18mM의 농도에서 최고조에 달했습니다.iAUC(15-120분)와 투여 후 다른 시점(15, 30, 60, 90 및 120분)에서의 농도에는 유의한 차이가 없었습니다(그림 7n, o).
TG, 3-HB, 콜레스테롤, HDL, ALT, AST, FFA, 글리세롤, 렙틴, 인슐린, C-펩타이드, 글루카곤 및 FGF21의 혈장 농도는 먹이 공급 33일 후 성인 수컷 DIO(ao) 마우스에서 나타났습니다.지정된 온도.혈액 샘플링 2~3시간 전에 마우스에게 먹이를 주지 않았습니다.경구 당부하 시험은 예외적으로 5-6시간 동안 절식시키고 31일 동안 적절한 온도를 유지한 쥐를 대상으로 연구 종료 2일 전에 2g/kg 체중의 용량으로 실시했습니다.곡선 데이터 아래 영역(o)은 증분 데이터(iAUC)로 표시됩니다.데이터는 평균 ± SEM으로 표시됩니다.점은 개별 샘플을 나타냅니다. *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.
설치류 데이터를 인간에게 전달하는 것은 생리학적, 약리학적 연구 맥락에서 관찰의 중요성을 해석하는 데 중심적인 역할을 하는 복잡한 문제입니다.경제적 이유와 연구 촉진을 위해 마우스는 종종 열중립대 아래의 실온에 보관되어 대사율을 증가시키고 잠재적으로 번역성을 손상시키는 다양한 보상 생리학적 시스템이 활성화됩니다9.따라서 생쥐를 추위에 노출시키면 생쥐가 식이 유발 비만에 대한 저항성을 갖게 될 수 있으며, 인슐린 비의존성 포도당 수송 증가로 인해 스트렙토조토신 처리 쥐의 고혈당증을 예방할 수 있습니다.그러나 다양한 관련 온도(실에서 중성까지)에 대한 장기간 노출이 정상 체중 마우스(음식)와 DIO 마우스(HFD)의 다양한 에너지 항상성과 대사 매개변수에 어느 정도 영향을 미치는지는 명확하지 않습니다. 이를 통해 그들은 음식 섭취량 증가와 EE 증가의 균형을 맞출 수 있었습니다.이 기사에 제시된 연구는 이 주제를 명확하게 하는 것을 목표로 합니다.
우리는 정상 체중의 성체 생쥐와 수컷 DIO 생쥐에서 EE가 22~30°C 사이의 실내 온도와 반비례 관계가 있음을 보여줍니다.따라서 22°C에서의 EE는 30°C보다 약 30% 더 높았습니다.두 마우스 모델 모두에서.그러나 정상 체중 마우스와 DIO 마우스의 중요한 차이점은 정상 체중 마우스가 음식 섭취량을 적절하게 조정하여 더 낮은 온도에서 EE와 일치하는 반면 DIO 마우스의 음식 섭취량은 서로 다른 수준으로 다양하다는 것입니다.연구 온도는 비슷했습니다.한 달 후, 30°C에 보관된 DIO 쥐는 22°C에 보관한 쥐보다 체중과 지방량이 더 많이 증가한 반면, 일반 인간은 같은 온도와 같은 기간 동안 보관한 쥐에서는 발열이 발생하지 않았습니다.체중의 의존적 차이.체중 쥐.열중립 근처의 온도 또는 실온과 비교하여, 실온에서의 성장은 DIO 또는 정상 체중 쥐가 고지방 식단을 섭취하는 결과를 가져왔지만 정상 체중 쥐 식단에서는 상대적으로 체중이 증가하지 않았습니다.몸.다른 연구17,18,19,20,21에서는 뒷받침되지만 전부는 아닙니다22,23.
열 손실을 줄이기 위해 미세 환경을 만드는 능력은 열 중립성을 왼쪽으로 이동시키는 것으로 가정됩니다8, 12. 우리 연구에서 중첩 재료와 은폐재를 추가하면 EE가 감소했지만 최대 28°C까지 열 중립이 발생하지 않았습니다.따라서 우리의 데이터는 환경적으로 풍요로운 집이 있든 없든 단일 무릎 성체 생쥐의 열중립성 낮은 지점이 그림과 같이 26~28°C여야 한다는 점을 뒷받침하지 않지만8,12 열중성을 보여주는 다른 연구를 뒷받침합니다.저점 쥐의 온도는 30°C입니다7, 10, 24. 설상가상으로 쥐의 열중성점은 휴식(밝은) 단계 동안 낮기 때문에 낮 동안 고정되지 않는 것으로 나타났습니다. 이는 아마도 칼로리가 낮기 때문일 수 있습니다. 활동과 식이 유발 열 발생의 결과로 생산됩니다.따라서 밝은 단계에서는 열 중성의 하한점이 ~29°C이고, 어두운 단계에서는 ~33°C25입니다.
궁극적으로 주변 온도와 총 에너지 소비량 간의 관계는 열 방출에 의해 결정됩니다.이러한 맥락에서 표면적 대 부피의 비율은 열 방출(표면적)과 열 발생(부피) 모두에 영향을 미치는 열 민감도를 결정하는 중요한 요소입니다.표면적 외에도 열 전달은 단열재(열 전달 속도)에 의해 결정됩니다.인간의 경우 지방량은 체외피 주위에 절연 장벽을 만들어 열 손실을 줄일 수 있으며, 쥐의 경우 지방량도 단열에 중요하여 열 중성점을 낮추고 열 중성점 아래의 온도 감도를 감소시키는 것으로 제안되었습니다. 곡선 경사).EE와 비교한 주변 온도)12.우리의 연구는 에너지 소비 데이터가 수집되기 9일 전에 체성분 데이터가 수집되었고 연구 전반에 걸쳐 체지방량이 안정적이지 않았기 때문에 이러한 추정 관계를 직접 평가하도록 설계되지 않았습니다.그러나 정상 체중과 DIO 마우스는 체지방량이 최소 5배 차이가 있음에도 불구하고 22°C보다 30°C에서 EE가 30% 더 낮기 때문에 우리의 데이터는 비만이 기본 절연을 제공해야 한다는 것을 뒷받침하지 않습니다.적어도 조사된 온도 범위에는 포함되지 않습니다.이는 이를 탐구하기 위해 더 잘 설계된 다른 연구와 일치합니다4,24.이들 연구에서 비만으로 인한 단열 효과는 작지만 모피가 전체 단열 효과의 30~50%를 제공하는 것으로 나타났습니다4,24.그러나 죽은 쥐의 경우 사망 직후 열전도율이 약 450% 증가했는데, 이는 모피의 단열 효과가 혈관 수축을 포함한 생리적 메커니즘이 작동하는 데 필요함을 시사합니다.생쥐와 인간 사이의 모피 종의 차이 외에도 생쥐의 비만으로 인한 열악한 단열 효과는 다음 고려 사항에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 인간 지방량의 단열 인자는 주로 피하 지방량(두께)에 의해 매개됩니다.일반적으로 설치류의 경우 전체 동물 지방의 20% 미만입니다28.또한, 총 지방량은 개인의 단열에 대한 차선책이 아닐 수도 있습니다. 향상된 단열성은 지방량이 증가함에 따라 불가피하게 표면적이 증가하여 열 손실이 증가하여 상쇄된다는 주장이 있기 때문입니다..
정상 체중 쥐의 경우 TG, 3-HB, 콜레스테롤, HDL, ALT, AST의 공복 혈장 농도는 거의 5주 동안 다양한 온도에서 변하지 않았는데, 이는 아마도 쥐가 동일한 에너지 균형 상태에 있었기 때문일 것입니다.체중과 체성분은 연구가 끝날 때와 동일했습니다.지방량의 유사성과 일치하게 혈장 렙틴 수치, 공복 인슐린, C-펩타이드 및 글루카곤에서도 차이가 없었습니다.DIO 마우스에서 더 많은 신호가 발견되었습니다.22°C의 생쥐 역시 이 상태에서(체중이 증가함에 따라) 전반적인 음의 에너지 균형을 갖지는 않았지만, 연구 마지막에는 다음과 같은 조건에서 30°C에서 자란 생쥐에 비해 상대적으로 에너지 결핍이 더 많았습니다. 높은 케톤.신체의 생산(3-GB)과 혈장 내 글리세롤 및 TG 농도 감소.그러나 지방분해의 온도 의존적 차이는 아디포호르몬 반응성 리파제의 발현 변화와 같은 부고환 또는 서혜부 지방의 본질적인 변화의 결과인 것으로 보이지 않습니다. 왜냐하면 이들 저장소에서 추출된 지방에서 방출된 FFA와 글리세롤은 온도 사이에 있기 때문입니다. 그룹은 서로 비슷합니다.현재 연구에서는 교감신경 톤을 조사하지 않았지만 다른 사람들은 이것이(심박수 및 평균 동맥압을 기준으로) 생쥐의 주변 온도와 선형적으로 관련되어 있으며 22°C보다 30°C에서 대략 20% 더 낮다는 것을 발견했습니다. C 따라서 교감 신경의 온도 의존적 차이는 우리 연구에서 지방 분해에 역할을 할 수 있지만 교감 신경의 증가는 지방 분해를 억제하기보다는 자극하기 때문에 다른 메커니즘이 배양된 생쥐에서 이러한 감소를 방해할 수 있습니다.체지방 분해에 잠재적인 역할.실온.또한, 지방 분해에 대한 교감 신경의 자극 효과 중 일부는 인슐린 분비의 강력한 억제에 의해 간접적으로 매개되어 지방 분해에 대한 인슐린의 보충을 방해하는 효과를 강조합니다. 지방분해를 변화시키기에는 충분하지 않습니다.대신, 우리는 에너지 상태의 차이가 DIO 마우스의 이러한 차이에 대한 주요 원인일 가능성이 가장 높다는 것을 발견했습니다.정상 체중 쥐에서 EE로 음식 섭취를 더 잘 조절하는 근본적인 이유는 추가 연구가 필요합니다.그러나 일반적으로 음식 섭취는 항상성 및 쾌락 신호에 의해 제어됩니다31,32,33.두 가지 신호 중 어느 것이 정량적으로 더 중요한지에 대해서는 논쟁이 있지만,31,32,33 고지방 음식을 장기간 섭취하면 어느 정도 관련이 없는 즐거움 기반 식습관이 더 많이 발생한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 항상성..– 규제된 음식 섭취량34,35,36.따라서 45% HFD로 처리된 DIO 생쥐의 증가된 쾌락적 섭식 행동은 이 생쥐가 EE와 음식 섭취의 균형을 맞추지 못한 이유 중 하나일 수 있습니다.흥미롭게도 식욕과 혈당 조절 호르몬의 차이도 온도 조절 DIO 생쥐에서 관찰되었지만 정상 체중 생쥐에서는 관찰되지 않았습니다.DIO 생쥐에서 혈장 렙틴 수치는 온도에 따라 증가하고 글루카곤 수치는 온도에 따라 감소했습니다.온도가 이러한 차이에 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 정도는 추가 연구가 필요하지만, 렙틴의 경우 상대적인 음의 에너지 균형과 그에 따른 22°C 생쥐의 낮은 지방량이 확실히 중요한 역할을 했습니다. 높은 상관관계37.그러나 글루카곤 신호의 해석은 더욱 수수께끼입니다.인슐린과 마찬가지로 교감신경계의 증가로 글루카곤 분비가 강력하게 억제되었으나 혈장 글루카곤 농도가 가장 높은 22°C 그룹에서 가장 높은 교감신경계가 나타날 것으로 예측되었습니다.인슐린은 혈장 글루카곤의 또 다른 강력한 조절제이며, 인슐린 저항성과 제2형 당뇨병은 공복 및 식후 고글루카곤혈증과 밀접한 관련이 있습니다38,39.그러나 우리 연구에서 DIO 생쥐 역시 인슐린에 둔감했기 때문에 이는 22°C 그룹에서 글루카곤 신호 전달 증가의 주요 요인이 될 수 없습니다.간 지방 함량은 또한 혈장 글루카곤 농도의 증가와 긍정적인 연관이 있으며, 그 메커니즘에는 간 글루카곤 저항성, 요소 생성 감소, 순환 아미노산 농도 증가 및 아미노산 자극 글루카곤 분비 증가가 포함될 수 있습니다40,41, 42.그러나 본 연구에서는 글리세롤과 TG의 추출 가능한 농도가 온도 그룹 간에 다르지 않았기 때문에 이 역시 22°C 그룹에서 혈장 농도 증가의 잠재적인 요인이 될 수 없습니다.트리요오드티로닌(T3)은 전반적인 대사율과 저체온증에 대한 대사 방어 개시에 중요한 역할을 합니다43,44.따라서 중추 매개 메커니즘에 의해 조절될 수 있는 혈장 T3 농도는 열중립 조건보다 낮은 조건에서 마우스와 인간 모두에서 증가하지만47 인간의 증가는 더 적고 이는 마우스에 더 취약합니다.이는 환경으로의 열 손실과 일치합니다.우리는 현재 연구에서 혈장 T3 농도를 측정하지 않았지만 30°C 그룹에서 농도가 더 낮았을 수 있으며, 이는 우리(업데이트된 그림 5a)와 다른 사람들이 보여준 것처럼 혈장 글루카곤 수준에 대한 이 그룹의 효과를 설명할 수 있습니다. T3는 용량 의존적으로 혈장 글루카곤을 증가시킵니다.갑상선 호르몬은 간에서 FGF21 발현을 유도하는 것으로 보고되었습니다.글루카곤과 마찬가지로 혈장 FGF21 농도도 혈장 T3 농도에 따라 증가했지만(보충 그림 5b 및 참고 자료 48), 글루카곤과 비교하여 본 연구에서 FGF21 혈장 농도는 온도의 영향을 받지 않았습니다.이러한 불일치의 근본적인 이유는 추가 연구가 필요하지만 T3에 의한 FGF21 유도는 관찰된 T3에 의한 글루카곤 반응에 비해 더 높은 수준의 T3 노출에서 발생해야 합니다(보충 그림 5b).
HFD는 22°C에서 사육된 생쥐의 내당능 장애 및 인슐린 저항성(마커)과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났습니다.그러나 HFD는 열 중성 환경(여기서 28°C로 정의됨)에서 성장할 때 내당능 장애 또는 인슐린 저항성과 관련이 없습니다 19.우리 연구에서 이 관계는 DIO 생쥐에서는 재현되지 않았지만 30°C에서 유지된 정상 체중 생쥐는 내당능을 크게 향상시켰습니다.이 차이에 대한 이유는 추가 연구가 필요하지만, 우리 연구에서 DIO 마우스가 인슐린 저항성이 있었고 공복 혈장 C-펩타이드 농도와 인슐린 농도가 정상 체중 마우스보다 12-20배 높았다는 사실에 영향을 받을 수 있습니다.그리고 공복에 피 속에.약 10mM(정상 체중에서 약 6mM)의 포도당 농도는 포도당 내성을 향상시키기 위해 열 중성 조건에 노출되는 잠재적인 유익한 효과에 대한 작은 창을 남겨 두는 것으로 보입니다.혼란스러울 수 있는 요인은 실용적인 이유로 OGTT가 실온에서 수행된다는 것입니다.따라서 더 높은 온도에 수용된 쥐는 가벼운 저온 쇼크를 경험했으며 이는 포도당 흡수/제거에 영향을 미칠 수 있습니다.그러나 서로 다른 온도 그룹에서 유사한 공복 혈당 농도를 기반으로 주변 온도의 변화는 결과에 큰 영향을 미치지 않았을 수 있습니다.
앞서 언급한 바와 같이, 실내 온도를 높이면 추위 스트레스에 대한 일부 반응이 약화될 수 있다는 것이 최근 강조되었으며, 이는 마우스 데이터를 인간에게 전달하는 가능성에 의문을 제기할 수 있습니다.그러나 쥐가 인간의 생리를 모방하도록 유지하는 데 최적의 온도가 무엇인지는 확실하지 않습니다.이 질문에 대한 답은 연구 분야와 연구 대상 종점에 의해 영향을 받을 수도 있습니다.이에 대한 예는 간 지방 축적, 포도당 내성 및 인슐린 저항성에 대한 식단의 영향입니다.에너지 소비 측면에서 일부 연구자들은 인간이 핵심 체온을 유지하기 위해 추가 에너지가 거의 필요하지 않기 때문에 열중립이 사육을 위한 최적의 온도라고 믿고 있으며 성체 쥐의 단일 랩 온도를 30°C7,10로 정의합니다.다른 연구자들은 인간이 한쪽 무릎을 꿇은 성체 쥐가 일반적으로 경험하는 온도와 비슷한 온도가 23-25°C라고 믿습니다. 그들은 열중립성이 26-28°C이고 인간이 약 3°C 더 낮다는 것을 발견했기 때문입니다.여기에서 23°C로 정의된 더 낮은 임계 온도는 8.12도입니다.우리의 연구는 26~28°C4, 7, 10, 11, 24, 25에서 열 중성이 달성되지 않아 23~25°C가 너무 낮다는 것을 나타내는 여러 다른 연구와 일치합니다.생쥐의 실내 온도 및 열중성과 관련하여 고려해야 할 또 다른 중요한 요소는 단일 또는 그룹 주택입니다.우리 연구에서와 같이 마우스를 개별적으로가 아닌 그룹으로 사육했을 때 온도 민감도가 감소했는데, 이는 아마도 동물이 밀집되어 있기 때문일 수 있습니다.그러나 세 그룹을 사용한 경우 실내 온도는 여전히 LTL 25 미만이었습니다.아마도 이와 관련하여 가장 중요한 종간 차이는 저체온증에 대한 방어로서 BAT 활동의 정량적 중요성일 것입니다.따라서 생쥐는 BAT 활동을 증가시켜 더 높은 칼로리 손실을 크게 보상했지만(5°C에서만 60% EE 이상),51,52 EE에 대한 인간 BAT 활동의 기여는 훨씬 더 높았고 훨씬 작았습니다.따라서 BAT 활동을 줄이는 것이 인간 번역을 늘리는 중요한 방법일 수 있습니다.BAT 활동의 조절은 복잡하지만 종종 아드레날린 자극, 갑상선 호르몬 및 UCP114,54,55,56,57 발현의 복합 효과에 의해 매개됩니다.우리의 데이터는 기능/활성화를 담당하는 BAT 유전자의 발현 차이를 감지하기 위해 22°C의 생쥐에 비해 온도를 27.5°C 이상으로 높여야 함을 나타냅니다.그러나 Ucp1, Adrb2 및 Vegf-a가 22°C 그룹에서 하향 조절되었기 때문에 30°C와 22°C에서 그룹 간에 발견된 차이가 항상 22°C 그룹에서 BAT 활동의 증가를 나타내는 것은 아닙니다.이러한 예상치 못한 결과의 근본 원인은 아직 밝혀지지 않았습니다.한 가지 가능성은 발현 증가가 실내 온도 상승 신호를 반영하는 것이 아니라 제거 당일 30°C에서 22°C로 이동하는 급성 효과를 반영할 수 있다는 것입니다(쥐는 이륙하기 5~10분 전에 이를 경험했습니다). .).
우리 연구의 일반적인 한계는 수컷 쥐만을 연구했다는 것입니다.다른 연구에 따르면 단일 무릎 암컷 쥐는 더 높은 열전도율로 인해 온도에 더 민감하고 더 엄격하게 제어되는 중심 온도를 유지하기 때문에 성별이 주요 적응증에서 중요한 고려 사항이 될 수 있습니다.또한, 암컷 쥐(HFD)는 같은 성별의 쥐(이 경우 20°C)를 더 많이 소비한 수컷 쥐에 비해 30°C에서 EE와 더 큰 에너지 섭취 연관성을 보여주었습니다 20.따라서 암컷 쥐의 경우 열하 함량 효과는 더 높지만 수컷 쥐와 동일한 패턴을 갖습니다.우리 연구에서 우리는 단일 무릎 수컷 생쥐에 중점을 두었습니다. 이는 EE를 조사하는 대부분의 대사 연구가 수행되는 조건이기 때문입니다.우리 연구의 또 다른 한계는 쥐가 연구 기간 동안 동일한 식단을 유지했기 때문에 대사 유연성을 위한 실내 온도의 중요성에 대한 연구를 배제했다는 것입니다(다양한 다량 영양소 구성의 식이 변화에 대한 RER 변화로 측정됨).30°C에서 유지된 상응하는 마우스와 비교하여 20°C에서 유지된 암컷 및 수컷 생쥐의 경우.
결론적으로, 우리의 연구는 다른 연구와 마찬가지로 랩 1 정상 체중 쥐가 예측된 27.5°C 이상에서 열중립적이라는 것을 보여줍니다.또한, 우리의 연구에 따르면 비만은 정상 체중 또는 DIO를 가진 생쥐의 주요 절연 요인이 아니므로 DIO 및 정상 체중 생쥐에서 온도:EE 비율이 비슷합니다.정상 체중 쥐의 음식 섭취량은 EE와 일치하여 전체 온도 범위에서 안정적인 체중을 유지한 반면, DIO 쥐의 음식 섭취량은 다른 온도에서도 동일하여 30°C에서 쥐의 비율이 더 높았습니다. .22°C에서는 체중이 더 늘었습니다.전반적으로, 마우스와 인간 연구 사이에서 종종 관찰되는 낮은 내약성 때문에 열 중성 온도 이하에서 생활하는 것의 잠재적 중요성을 조사하는 체계적인 연구가 필요합니다.예를 들어, 비만 연구에서 일반적으로 낮은 번역 가능성에 대한 부분적인 설명은 쥐의 체중 감소 연구가 일반적으로 증가된 EE로 인해 실온에서 유지되는 적당히 추운 스트레스를 받는 동물에 대해 수행된다는 사실 때문일 수 있습니다.사람의 예상 체중에 비해 과장된 체중 감소, 특히 작용 메커니즘이 30°C보다 실온에서 더 활성화되고 활성화되는 BAP의 활성을 증가시켜 EE를 증가시키는 데 의존하는 경우.
덴마크 동물 실험법(1987), 국립 보건원(간행물 번호 85-23) 및 실험 및 기타 과학적 목적으로 사용되는 척추동물 보호에 관한 유럽 협약(유럽 협의회 No. 123, 스트라스부르)에 따라 , 1985) .
20주령 수컷 C57BL/6J 마우스는 프랑스의 Janvier Saint Berthevin Cedex에서 구입했으며 12:12시간의 명암 주기 후에 자유롭게 표준 사료(Altromin 1324)와 물(~22°C)을 제공했습니다.실온.수컷 DIO 마우스(20주)는 동일한 공급자로부터 구입했으며 사육 조건에서 45% 고지방 식이(Cat. No. D12451, Research Diet Inc., NJ, USA)와 물을 자유롭게 섭취할 수 있었습니다.연구 시작 일주일 전에 마우스를 환경에 적응시켰습니다.간접 열량 측정 시스템으로 옮기기 2일 전에 마우스의 체중을 측정하고 MRI 스캐닝(EchoMRITM, TX, USA)을 실시한 후 체중, 지방 및 정상 체중에 해당하는 4개 그룹으로 나누었습니다.
연구 설계의 그래픽 다이어그램은 그림 8에 나와 있습니다. 마우스를 Sable Systems Internationals(미국 네바다주)의 폐쇄형 및 온도 제어 간접 열량 측정 시스템으로 옮겼습니다. 여기에는 식품 및 수질 모니터와 기록을 기록하는 Promethion BZ1 프레임이 포함되었습니다. 빔 끊김을 측정하여 활동 수준을 측정합니다.XYZ.마우스(n = 8)는 침구를 사용하여 22, 25, 27.5 또는 30°C에서 개별적으로 사육되었지만 12:12시간 명암 주기(밝음: 06:00~18:00)에 쉼터와 둥지 재료는 없었습니다. .2500ml/분마우스를 등록 전 7일 동안 적응시켰다.녹음은 4일 연속으로 수집되었습니다.그 후, 마우스를 각각 25, 27.5, 30℃에서 추가로 12일 동안 유지한 후, 세포 농축액을 아래 설명된 대로 첨가했습니다.한편, 22°C로 유지된 생쥐 그룹은 (새로운 기준 데이터를 수집하기 위해) 이 온도에서 이틀 더 유지한 다음, 가벼운 단계가 시작될 때 이틀에 한 번씩 온도를 2°C씩 증가시켰습니다. 06:00) 30°C에 도달할 때까지 그 후 온도를 22°C로 낮추고 이틀 동안 데이터를 수집했습니다.22°C에서 2일 동안 기록을 더한 후 모든 온도의 모든 셀에 스킨을 추가하고 둘째 날(17일)과 3일 동안 데이터 수집을 시작했습니다.그 후(20일), 광주기 시작(06:00)에 모든 세포에 둥지 재료(8-10g)를 추가하고 추가 3일 동안 데이터를 수집했습니다.따라서 연구가 끝날 때 22°C에 보관된 생쥐는 21/33일 동안 이 온도에서 유지되었고 마지막 8일 동안 22°C에서 유지되었으며, 다른 온도의 생쥐는 33일 동안 이 온도에서 유지되었습니다./33일.연구 기간 동안 마우스에게 먹이를 주었다.
정상 체중 및 DIO 마우스는 동일한 연구 절차를 따랐습니다.-9일째에 마우스의 체중을 측정하고 MRI를 스캔한 후 체중과 체성분이 비슷한 그룹으로 나누었습니다.-7일에, 마우스를 SABLE Systems International(Nevada, USA)에서 제조한 폐쇄형 온도 제어 간접 열량 측정 시스템으로 옮겼습니다.마우스는 침구를 갖추고 개별적으로 사육되었지만 보금자리나 보호소 재료는 없었습니다.온도는 22, 25, 27.5 또는 30°C로 설정됩니다.1주간의 순응 후(-7일 내지 0일, 동물은 방해받지 않음), 연속 4일(0-4일, 데이터는 도 1, 2, 5에 도시됨)에 걸쳐 데이터를 수집하였다.그 후, 25, 27.5, 30℃에 보관된 생쥐를 17일째까지 일정한 조건에서 유지하였다.동시에, 22°C 그룹의 온도는 빛 노출 시작 시 온도 주기(06:00 h)를 조정하여 격일로 2°C 간격으로 증가했습니다(데이터는 그림 1에 표시됨). .15일째에는 온도가 22°C로 떨어졌고 2일간의 데이터를 수집하여 후속 치료에 대한 기준 데이터를 제공했습니다.17일에 모든 생쥐에게 가죽을 추가하고, 20일에 둥지 재료를 추가했습니다(그림 5).23일째, 마우스의 체중을 측정하고 MRI 스캔을 실시한 후 24시간 동안 방치하였다.24일째, 쥐는 광주기 시작(06:00)부터 금식하고 12:00(6-7시간 금식)에 OGTT(2g/kg)를 투여받았습니다.그 후, 마우스를 각각의 SABLE 조건으로 되돌리고 둘째 날(25일)에 안락사시켰다.
DIO 마우스(n = 8)는 정상 체중 마우스와 동일한 프로토콜을 따랐습니다(위 및 그림 8에서 설명).마우스는 에너지 소비 실험 내내 45% HFD를 유지했습니다.
VO2, VCO2 및 수증기압은 2.5분의 셀 시간 상수로 1Hz의 주파수에서 기록되었습니다.음식과 물통의 무게를 연속적으로 기록(1Hz)하여 음식과 물 섭취량을 수집했습니다.사용된 품질 모니터는 0.002g의 해상도를 보고했습니다.활동 수준은 3D XYZ 빔 어레이 모니터를 사용하여 기록되었으며, 데이터는 240Hz의 내부 해상도로 수집되었으며 0.25cm의 유효 공간 해상도로 총 이동 거리(m)를 정량화하기 위해 매초 보고되었습니다.데이터는 Sable Systems Macro Interpreter v.2.41을 사용하여 처리되어 EE 및 RER을 계산하고 이상값(예: 잘못된 식사 이벤트)을 필터링했습니다.매크로 해석기는 5분마다 모든 매개변수에 대한 데이터를 출력하도록 구성됩니다.
EE를 조절하는 것 외에도 주변 온도는 포도당 대사 호르몬의 분비를 조절하여 식후 포도당 대사를 포함한 대사의 다른 측면도 조절할 수 있습니다.이 가설을 테스트하기 위해 우리는 DIO 경구 포도당 부하(2g/kg)로 정상 체중 쥐를 자극하여 체온 연구를 마침내 완료했습니다.방법은 추가 자료에 자세히 설명되어 있습니다.
연구 종료(25일)에, 마우스를 2-3시간 동안(06:00부터 시작) 금식시키고, 이소플루란으로 마취시키고, 안와후정맥천자로 완전히 채혈했습니다.간 내 혈장 지질과 호르몬 및 지질의 정량화는 보충 자료에 설명되어 있습니다.
껍질 온도가 지방 분해에 영향을 미치는 지방 조직의 본질적인 변화를 일으키는지 여부를 조사하기 위해 출혈의 마지막 단계 후 사타구니 및 부고환 지방 조직을 마우스에서 직접 절제했습니다.보충 방법에 설명 된 새로 개발 된 생체 외 지방 분해 분석을 사용하여 조직을 처리했습니다.
갈색 지방 조직(BAT)은 연구 종료일에 수집되었으며 보충 방법에 설명된 대로 처리되었습니다.
데이터는 평균 ± SEM으로 표시됩니다.그래프는 GraphPad Prism 9(캘리포니아주 라호야)에서 생성되었으며 그래픽은 Adobe Illustrator(Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA)에서 편집되었습니다.GraphPad Prism에서 통계적 유의성을 평가하고 쌍을 이루는 t-검정, 반복 측정 단방향/양방향 ANOVA에 이어 Tukey의 다중 비교 테스트를 수행하거나, 짝을 이루지 않은 일원 ANOVA에 이어 필요에 따라 Tukey의 다중 비교 테스트를 통해 테스트했습니다.데이터의 가우스 분포는 테스트 전에 D'Agostino-Pearson 정규성 테스트를 통해 검증되었습니다.표본 크기는 "결과" 섹션의 해당 섹션과 범례에 표시됩니다.반복은 동일한 동물(생체 내 또는 조직 샘플)에서 수행된 측정으로 정의됩니다.데이터 재현성 측면에서 에너지 소비와 케이스 온도 사이의 연관성은 유사한 연구 설계로 서로 다른 마우스를 사용한 4개의 독립적인 연구에서 입증되었습니다.
자세한 실험 프로토콜, 재료 및 원시 데이터는 수석 저자인 Rune E. Kuhre의 합당한 요청에 따라 제공됩니다.이 연구에서는 새로운 고유 시약, 형질전환 동물/세포주 또는 서열 분석 데이터가 생성되지 않았습니다.
연구 설계에 대한 자세한 내용은 이 기사에 링크된 Nature Research Report 요약을 참조하세요.
모든 데이터는 그래프를 형성합니다.1-7은 Science 데이터베이스 저장소(수탁 번호: 1253.11.sciencedb.02284 또는 https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284)에 기탁되었습니다.ESM에 표시된 데이터는 합리적인 테스트를 거쳐 Rune E Kuhre로 전송될 수 있습니다.
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Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. "마우스 실험을 인간에게 적용하는 데 가장 적합한 사육 온도는 얼마입니까?"라는 질문에 대한 답변입니다. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. "마우스 실험을 인간에게 적용하는 데 가장 적합한 사육 온도는 얼마입니까?"라는 질문에 대한 답변입니다. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. "마우스 실험을 인간에게 전달하는 데 가장 적합한 실내 온도는 얼마입니까?"라는 질문에 대한 답변입니다. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案“将小鼠实验转化为人类的最佳壳温島是多少?” 피셔, AW, 캐논, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B., Nedergaard J. "마우스 실험을 인간에게 전달하기 위한 최적의 껍질 온도는 얼마입니까?"라는 질문에 대한 답변입니다.예: 열중립.무어.대사.26, 1-3(2019).
게시 시간: 2022년 10월 28일
