寒冷环境下经单宁酸处理的布兰特田鼠棕色脂肪组织的转录组分析

《BMC Genomics》：Transcriptome analysis of brown adipose tissue in Brandt’s vole treated with tannic acid under cold exposure

　　

摘要

背景

单宁酸是一种可水解的植物次生代谢物，已知会影响动物的多种生理过程；然而，其在调节棕色脂肪组织产热功能中的作用仍不十分清楚。值得注意的是，布兰特田鼠过冬时储存的食物主要以富含单宁酸的艾属植物为主。本研究旨在探讨单宁酸是否通过激活棕色脂肪组织的产热功能来提升布兰特田鼠的耐寒能力。实验中给成年雄性田鼠摄入单宁酸，随后测量其棕色脂肪组织和腹股沟白色脂肪组织的质量，并记录其在暴露于-20℃环境后的体温变化。此外，还对棕色脂肪组织进行了转录组分析，检测了关键产热相关基因的表达及蛋白水平。

结果

研究结果表明，单宁酸会减少腹股沟白色脂肪组织的质量，而对棕色脂肪组织的质量影响甚微。经过单宁酸处理的田鼠在暴露于寒冷环境后，其棕色脂肪组织、体表及直肠的体温均显著升高。组织学分析显示，单宁酸处理会降低腹股沟白色脂肪组织中的脂肪细胞面积，同时增加棕色脂肪组织中脂肪细胞的核数量。在棕色脂肪组织中，低剂量单宁酸处理组的差异表达基因主要与脂肪消化吸收途径以及过氧化物酶体增殖激活受体信号通路相关；而高剂量组则主要与棕色脂肪细胞分化及寒冷诱导的产热增强有关。此外，单宁酸处理还会提高田鼠在寒冷环境下FFAR4和UCP1的表达水平，以及PGC-1α、PPARγ和UCP1蛋白的水平。

结论

总体而言，这些研究结果表明，单宁酸可通过促进产热相关基因的表达并刺激棕色脂肪组织的分化，从而提升布兰特田鼠的耐寒能力，为了解植物次生代谢物在哺乳动物耐寒适应机制以及食草动物与植物相互作用中的作用提供了新的视角。