基本信息
- 项目名称：
- 冷驯化条件下中缅树鼩血清瘦素水平及其与能量收支和产热的关系
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 动物的冷适应特征是动物长期自然选择的结果，其核心是能量代谢及其调节机制。本项目研究了东洋界特有小型哺乳动物——中缅树鼩在冷驯化下血清瘦素浓度与能量代谢、产热能力。研究发现在冷驯化条件下，中缅树鼩体重、摄入能、产热能力增加，并与血清瘦素含量存在负相关关系。结果表明：在冷驯化条件下，中缅树鼩通过增加能量摄入、产热能力增强来维持能量代谢平衡；血清瘦素参与了中缅树鼩在低温条件下能量代谢的调节。
- 详细介绍：
- 瘦素(Leptin)是来自白色脂肪细胞分泌的蛋白质类激素。在ob/ob动物模型中调节体重和能Leptin对其能量稳态具有重要的调节作用。高水平的血清Leptin浓度可以抑制食物摄取、降低能量消耗，当能量储存增加时，可以通过降低食物摄取和增加能量消耗，能量平衡出现负向调节。在下丘脑，Leptin与Leptin受体(Ob-Rb)结合，激活JAK-STAT、IRS2-PI3K途径，同时，Leptin也抑制下丘脑AMPK活性，降低食物摄取。另外，在典型的古北界小型啮齿动物冷驯化过程中，往往出现血清Leptin浓度上升，但并不出现降低体重的效应，即出现瘦素抵抗。因此，关于瘦素对体重和能量稳态的调节受到学者们的广泛重视。迄今为止，关于瘦素的研究多在实验室模型动物和人类中进行，尤其是对野生小型哺乳动物的研究较少，基本集中在北方高纬度地区的种类，如金黄仓鼠(Mesocricetus auratus)，普通鼩鼱(Sorex araneus)，美州旱獭(Marmonta morax)，布氏田鼠(Microtus brandti)，黑田鼠(Microtus agrestis)，布兰特松田鼠 (Lasiopodomys brandtii)，长爪沙鼠(Meriones unguiculatus)，黑线毛足鼠 (Phodopus sungorus)；南方物种只见于大绒鼠 (Eothenomys miletus)，但是对有关起源于东洋界特有小型哺乳动物瘦素的研究善未见报道。国内外对小型哺乳动物适应性产热的研究主要集中在能量代谢、体重、体温及激素分泌的季节性调节上，但多数研究对象是典型北方动物，热带种类研究较少，我们实验动物中缅树鼩为东洋界特有动物，为热带、亚热带动物，为阐明热带动物向北部扩散，提供了生理生态学依据，并且指出中缅树鼩在冷驯化条件下，血清瘦素对能量稳态的调控机制，与北方小型哺乳动物不同。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本项目以中缅树鼩为研究对象，对其冷驯化下血清瘦素浓度与能量代谢和产热能力进行研究，试图阐明在冷驯化下，中缅树鼩血清瘦素与摄入能、体重和产热能力之间关系，研究结果发现，在冷驯化条件下，中缅树鼩体重、摄入能、产热能力增加，它们与血清瘦素含量存在负相关关系。结果表明，在冷驯化条件下，中缅树鼩在冷驯化条件下，通过增加摄入能和产热能力来维持生命活动，瘦素参与中缅树鼩在低温下能量代谢的调节。
科学性、先进性及独特之处
- 国内外对小型哺乳动物适应性产热的研究主要集中在能量代谢、体重、体温及激素分泌的季节性调节上，但多数研究对象是典型北方动物，热带种类研究较少，我们实验动物中缅树鼩为东洋界特有动物，为热带、亚热带动物，为阐明热带动物向北部扩散，提供了生理生态学依据，并且指出中缅树鼩在冷驯化条件下，血清瘦素对能量稳态的调控机制，与北方小型哺乳动物不同。
应用价值和现实意义
- 本项目以东洋界特有的小型哺乳动物——中缅树鼩为研究对象，中缅树鼩血清瘦素浓度、能量代谢以及产热的能力，阐述了低温对中缅树鼩能量稳态的影响，尤其是血清瘦素含量以及其对产热特征的影响，首次完成了中缅树鼩血清瘦素浓度的测定，为阐明热带小型哺乳动物对亚热带高原适应特征及其机理，提供了基础材料，并且从动物生理生态方面为中缅树鼩的岛屿起源学说提供了依据。
学术论文摘要
- 为研究低温胁迫条件下中缅树鼩的适应对策及瘦素对体重和能量平衡的调节作用，试图阐明在冷驯化下，中缅树鼩血清瘦素与摄入能、体重和产热能力之间关系，我们测定了中缅树鼩体重、血清瘦素含量、摄食量、基础代谢率、非颤抖性产热等进行了测定。研究结果发现：在冷驯化条件下，1）中缅树鼩体重显著增加；2）血清瘦素含量显著低于对照组，并且血清瘦素含量(Y)与体重成负相关：Y=144.72-7.85 BM；3）摄食量(FI)、基础代谢率(BMR)、非颤抖性产热(NST)显著高于对照组，并且与血清瘦素含量(Y)成负相关，相关关系分别为：Y=3.943-0.489 BMR、Y=3.931-0.276 NST、Y=21.257-1.39 FI；4)UCP1 含量上升56%。上诉结果表明：在冷驯化条件下，中缅树鼩在冷驯化条件下，通过增加摄入能和产热能力来维持生命活动，瘦素参与中缅树鼩在低温下能量代谢的调节。
获奖情况
- “青春彩云南•动感地带杯”第六届省级高校青年学术科技作品竞赛一等奖；兽类学报接受；我校第十七届课外科技节二等奖。
鉴定结果
- “青春彩云南•动感地带杯”第六届省级高校青年学术科技作品竞赛一等奖学校同意推荐。
参考文献
- Coleman DL and Hummel KP. Studies with the Mutation, Diabetes, in the Mouse. Diabetologia. 1967. 3: 238-248. Concannon, P., Levac, K., Rawson, R., et a. Seasonal changes in serum leptin, food intake, and body weight in photoentrained woodchucks [J]. American Journal of Physiology. 2001. 281: R951-R959. Castracane, V.D., Michael, C. H. Leptin. Sprriinger. 2007. Karasov, W.H., McWilliams SR (2005) Digestive contraints in mammalian and avian ecology. In: Starck J, wang T (ed) Physiological and ecological adaptations to feeding in vertebrates [M]. New Hampshire.: Science Publishers. pp 87-112. Li QF, Sun RY, Huang CX, Wang ZK, Liu XT, Hou JJ, Liu JS, Cai LQ, Li N, Zhang SZ & Wang Y. Cold adaptive thermogenesis in small mammals from different geographical zones of China[J]. Comparative Biochemistry and Physiology A. 2001. 129: 949-961.
同类课题研究水平概述
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