雄性小毛足鼠(Phodopus roborovskii)代謝底物的變化與蟄眠的誘導(dǎo).pdf

1、日蟄眠是動(dòng)物在面臨不適宜生存環(huán)境如低溫、食物短缺和干旱等所采取的一種有效的能量節(jié)約方式。動(dòng)物在蟄眠期間活動(dòng)停止，代謝率一般下降到基礎(chǔ)代謝率的5-30％，體溫下降至略高于環(huán)境溫度的水平。小毛足鼠（Phodopus roborovskii）在我國(guó)主要分布在新疆、內(nèi)蒙古、甘肅、青海等地，在每年的各個(gè)時(shí)期經(jīng)常面臨能量短缺現(xiàn)象。前期研究發(fā)現(xiàn)，小毛足鼠在長(zhǎng)光照和23℃條件下，禁食可誘導(dǎo)其出現(xiàn)淺蟄眠現(xiàn)象，在蟄眠過(guò)程中代謝和體溫均降低，代謝底物的氧化也

2、被抑制。但代謝底物減少與誘導(dǎo)蟄眠的生理機(jī)制之間的關(guān)系還不清楚。2-脫氧-D-葡萄糖(2-Deoxy-D-glucose，2DG)是葡萄糖類似物，可抑制糖酵解過(guò)程，巰基乙酸鹽(mercaptoacetate，MA)可擾亂脂肪酸代謝。本研究分別在23℃和5℃環(huán)境下用不同濃度的代謝抑制劑2DG和MA處理小毛足鼠，以檢驗(yàn)代謝底物在蟄眠啟動(dòng)中的作用。通過(guò)禁食誘導(dǎo)小毛足鼠蟄眠，比較禁食誘導(dǎo)的蟄眠與抑制劑誘導(dǎo)蟄眠的差異。并通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC

3、-MS)代謝組學(xué)方法分析小毛足鼠晝夜相的代謝底物。獲得的主要結(jié)果和結(jié)論如下:
　　1.肌肉代謝組學(xué)的結(jié)果表明，動(dòng)物在白天休息相的糖酵解中間重要產(chǎn)物（葡萄糖、2-磷酸甘油酸、3-磷酸甘油酸和丙酮酸）和三羧酸循環(huán)中間重要產(chǎn)物（檸檬酸、富馬酸和蘋果酸）的相對(duì)豐富度均高于夜間活動(dòng)相。在肝臟和腦組織中檢測(cè)到其他中間重要代謝產(chǎn)物（果糖、琥珀酸等）相對(duì)豐富度也是白天高于夜間。
　　2.在23℃、長(zhǎng)光照和食物充足的條件下，2DG可誘導(dǎo)小毛足

4、鼠產(chǎn)生低體溫現(xiàn)象。高劑量的2DG可使代謝率降低至靜止代謝率的66.6％，體溫下降到29.5℃，表明進(jìn)入蟄眠狀態(tài)。期間呼吸商從0.98±0.03降至0.59±0.02，說(shuō)明小毛足鼠在蟄眠過(guò)程中主要代謝底物是脂肪酸。MA處理則不能誘導(dǎo)蟄眠。
　　3.在5℃條件下，注射高劑量的2DG，可使小毛足鼠最低體溫達(dá)到29.1℃，最低代謝下降至靜止代謝率的73％，說(shuō)明低溫條件下2DG也可以誘導(dǎo)小毛足鼠進(jìn)入蟄眠狀態(tài)。但5℃條件下禁食并不能誘導(dǎo)小毛足

5、鼠進(jìn)入蟄眠。在5℃和23℃條件下，注射同一劑量，發(fā)現(xiàn)體溫沒(méi)有差異，但5℃下動(dòng)物為維持體溫而增加代謝率至23℃時(shí)的2倍，結(jié)果暗示在2DG誘導(dǎo)蜇眠發(fā)生的過(guò)程中，體溫調(diào)定點(diǎn)降低。
　　4.在23℃和長(zhǎng)光照條件下，小毛足鼠禁食24h，最低體溫為30.1℃，代謝率是靜止代謝率的75％，表明小毛足鼠進(jìn)入蟄眠狀態(tài)。將禁食誘導(dǎo)的蟄眠與抑制劑誘導(dǎo)的蟄眠進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)抑制劑誘導(dǎo)的蟄眠具有更低的體溫、較高的代謝水平和較短的異溫時(shí)間等特點(diǎn)（相似的最低體溫