《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》：Integrated transcriptomic analysis of mRNA and miRNA in Brown adipose tissue of the greater horseshoe bats during hibernation
编辑推荐：
•对蝙蝠棕色脂肪组织的整合mRNA和miRNA转录组图谱分析揭示，低体温状态的棕色脂肪组织在唤醒前已经预先激活产热能力。•即使在间歇性唤醒期间体温恢复正常后，蝙蝠棕色脂肪组织仍保留广泛与低体温相关的分子特征。•与脂质代谢、持续性免疫抑制和产热信号相关的miRNA-mRNA关键
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对蝙蝠棕色脂肪组织的整合mRNA和miRNA转录组图谱分析揭示，低体温状态的棕色脂肪组织在唤醒前已经预先激活产热能力。
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即使在间歇性唤醒期间体温恢复正常后，蝙蝠棕色脂肪组织仍保留广泛与低体温相关的分子特征。
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与脂质代谢、持续性免疫抑制和产热信号相关的miRNA-mRNA关键调控对揭示了冬眠蝙蝠的关键分子适应机制。
引言
冬眠是动物应对季节性寒冷和能量供应有限的策略，同时提高其生存能力并维持稳定种群（Wang and Pehowich, 1985；Allison et al., 2023；Findlay-Robinson et al., 2023；Scopes et al., 2024）。在冬眠期间，动物进入持续的低体温状态，依靠静止的生理模式保存能量。它们还经历周期性唤醒，迅速将体温从接近环境温度的水平提升到正常温度，从而在整个冬眠季节形成重复的低体温-唤醒循环（Carey et al., 2003；Storey et al., 2010）。尽管冬眠的核心目的是节约能量，但唤醒过程却高度耗能，占冬眠期间总能量支出的80%以上（Wang, 1979）。然而，这一过程对于动物恢复细胞活性（Kolaeva et al., 1980；Choi et al., 1998；Ingelson-Filpula et al., 2024；Niu et al., 2024）、免疫功能（Prendergast et al., 2002）、大脑活动（Daan et al., 1991；Trachsel et al., 1991）和代谢稳态（Czenze and Willis, 2015；Ryan et al., 2019）至关重要。
唤醒过程始于体温上升。通常，动物通过骨骼肌颤抖产热，但在冬眠期间，低体温阻止了这一过程。相反，下丘脑激活交感神经系统，释放去甲肾上腺素以刺激棕色脂肪组织（BAT）。这触发了β3-肾上腺素能受体，增加cAMP水平，激活蛋白激酶A，并通过游离脂肪酸的作用增强线粒体中解偶联蛋白1（UCP1）的活性。UCP1解偶联线粒体中的氧化磷酸化过程，导致质子泄漏和产热而不是ATP产生（Cannon and Nedergaard, 2004；Wang et al., 2021；Bertholet et al., 2022）。这些热量通过BAT密集毛细血管网络的血流被输送到身体其他部位，从而升高体温（Oelkrug et al., 2015）。一旦达到一定温度（如大鼠为15 °C）（Lyman and Chatfield, 1950），肌肉颤抖产热迅速使体温和代谢恢复正常（Morin Jr. and Storey, 2009）。BAT产生的热量加速复温，将唤醒能量成本降低40-60%（Smith and Horwitz, 1969；Oelkrug et al., 2011）。移除该组织会减缓唤醒速度（Smalley and Dryer, 1967），突显其作为升高体温初始阶段的作用。
在分子水平上，BAT经历深刻的转录重塑以支持其在冬眠期间的产热功能。在十三线地松鼠中，转录组分析已鉴定出2083个差异表达基因（DEGs），与线粒体蛋白、脂质代谢和产热通路以及可能在线粒体脂质转运和β-氧化有效脂肪分解和非颤抖产热中起关键作用的转录调节因子相关（Hampton et al., 2013）。低体温期间线粒体脂质转运和β-氧化上调（Ballinger et al., 2016）。互补的蛋白质组学研究进一步揭示了蛋白质水平的额外调控层次（Ballinger et al., 2016；Herinckx et al., 2017）。这些发现表明，冬眠期间BAT功能在多个分子水平上受调控，以支持低体温-唤醒循环所特有的快速代谢转变。然而，大多数这些分子见解是从实验室饲养的啮齿动物中获得的，其冬眠模式和BAT生理可能受到圈养条件、控制饮食和人工环境线索的影响。相比之下，蝙蝠BAT的分子调控，特别是关于miRNA和低体温-唤醒循环中整个周期的转录组动态，仍基本未被探索。
在本研究中，我们对来自野生大蹄蝠（Rhinolophus nippon）的BAT进行了整合转录组和miRNA分析，跨越三个不同的生理阶段：夏季活跃期、深度低体温（冬眠）和冬眠期间的唤醒。通过整合来自相同BAT样本的转录组和miRNA测序数据，我们旨在识别可能参与BAT在低体温和唤醒之间激活的关键基因和miRNAs。我们的结果为蝙蝠BAT在冬眠期间的适应机制提供了分子水平的见解，并为比较理解哺乳动物冬眠者的产热调控提供了基础。
章节摘要
样本采集
样本采集在河南省济源市河南太行山猕猴国家级自然保护区内的一个洞穴中进行。总共采集了9只成年雄性大蹄蝠（非繁殖期）样本，跨越三个不同的生理时期（n = 3每组）：夏季活跃期（2024年8月；标记为N）、冬眠期（2025年1月；标记为H）和唤醒阶段期（2025年1月；标记为HW）。在夏季活跃期，洞穴
差异表达基因和miRNA分析
共鉴定出17,365个mRNAs和5362个miRNAs，其中2721个mRNAs和268个miRNAs在三种两两比较中差异表达。在N与H比较中，检测到1722个DEGs，其中651个在冬眠期间上调，1071个下调（表1，表S1）；鉴定出158个差异表达miRNAs，其中68个在冬眠阶段上调，90个下调（表1，表S2）。在N与HW比较中，1580个DEGs（514个上调，1066个下调；表1，
讨论
通过整合mRNA和miRNA转录组测序，本研究系统地剖析了R. nippon BAT在三个生理阶段（活跃期N、冬眠低体温H和冬眠唤醒HW）的基因表达调控网络。共鉴定出2721个差异表达mRNAs和268个差异表达miRNAs。结果表明，BAT转录组在整个冬眠过程中经历状态依赖性重塑：最
结论与局限性
通过整合mRNA和miRNA转录组分析，本研究系统地揭示了BAT作为核心体温调节器官在冬眠期间的转录调控模式：在低体温期间，BAT已经处于产热预激活状态，为快速复温提供了分子基础；在唤醒期间，尽管体温已恢复，BAT仍保留与低体温相关的分子特征，如脂质代谢和免疫抑制，表现出明显的
CRediT作者贡献声明
刘森：撰写 – 原稿，监督，方法论，资金获取，概念化。范巧丹：撰写 – 原稿，资源，形式分析。李航：验证，数据管理。越新宇：撰写 – 审阅与编辑，验证。郭东格：撰写 – 审阅与编辑，资源。王莹：撰写 – 审阅与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化。
机构审查委员会声明
处理蝙蝠的整个过程获得了河南师范大学学术伦理和伦理委员会的批准（HNSD-2024BS-1106）。
生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明
在工作准备过程中，作者使用DeepSeek进行语言润色并改善句子逻辑和可读性。在使用该工具后，作者仔细审查和编辑了内容，并对发表文章的内容承担全部责任。
资金支持
本工作由河南省自然科学基金（项目编号：262300420092）和国家自然科学基金（项目编号：31870354）支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文报道的工作。
刘森|范巧丹|李航|越新宇|郭东格|王莹
