Tack för att du besöker Nature.com.Webbläsarversionen du använder har begränsat CSS-stöd.För bästa upplevelse rekommenderar vi att du använder en uppdaterad webbläsare (eller inaktiverar kompatibilitetsläge i Internet Explorer).Under tiden, för att säkerställa fortsatt support, kommer vi att rendera webbplatsen utan stilar och JavaScript.
De flesta metaboliska studier på möss utförs vid rumstemperatur, även om under dessa förhållanden, till skillnad från människor, förbrukar möss mycket energi för att upprätthålla inre temperatur.Här beskriver vi normalvikt och dietinducerad fetma (DIO) hos C57BL/6J-möss som matats med chow chow respektive en 45% fettrik diet.Möss placerades under 33 dagar vid 22, 25, 27,5 och 30°C i ett indirekt kalorimetrisystem.Vi visar att energiförbrukningen ökar linjärt från 30°C till 22°C och är cirka 30% högre vid 22°C i båda musmodellerna.Hos normalviktiga möss motverkade födointaget EE.Omvänt minskade inte DIO-möss matintaget när EE minskade.Sålunda, i slutet av studien, hade möss vid 30°C högre kroppsvikt, fettmassa och plasmaglycerol och triglycerider än möss vid 22°C.Obalansen hos DIO-möss kan bero på ökad nöjesbaserad bantning.
Musen är den mest använda djurmodellen för studier av mänsklig fysiologi och patofysiologi, och är ofta standarddjuret som används i de tidiga stadierna av läkemedelsupptäckt och utveckling.Möss skiljer sig dock från människor på flera viktiga fysiologiska sätt, och även om allometrisk skalning i viss mån kan användas för att översätta till människor, ligger de enorma skillnaderna mellan möss och människor i termoreglering och energihomeostas.Detta visar på en grundläggande inkonsekvens.Den genomsnittliga kroppsmassan för vuxna möss är minst tusen gånger mindre än den för vuxna (50 g mot 50 kg), och förhållandet mellan yta och massa skiljer sig med cirka 400 gånger på grund av den icke-linjära geometriska transformationen som beskrivs av Mee .Ekvation 2. Som ett resultat förlorar möss betydligt mer värme i förhållande till sin volym, så de är mer känsliga för temperatur, mer benägna för hypotermi och har en genomsnittlig basal metabolisk hastighet som är tio gånger högre än hos människor.Vid standardrumstemperatur (~22°C) måste möss öka sin totala energiförbrukning (EE) med cirka 30 % för att upprätthålla kroppstemperaturen.Vid lägre temperaturer ökar EE ännu mer med cirka 50% och 100% vid 15 och 7°C jämfört med EE vid 22°C.Sålunda inducerar vanliga boendeförhållanden ett kallstresssvar, vilket kan äventyra överförbarheten av musresultat till människor, eftersom människor som lever i moderna samhällen tillbringar större delen av sin tid i termoneutrala förhållanden (eftersom vårt lägre ytförhållande mellan ytor och volym gör oss mindre känsliga för temperatur, eftersom vi skapar en termoneutral zon (TNZ) runt oss över basalmetabolismen) spänner över ~19 till 30°C6, medan möss har ett högre och smalare band som spänner över endast 2–4°C7,8. aspekt har fått stor uppmärksamhet de senaste åren4, 7,8,9,10,11,12 och det har föreslagits att vissa "artsskillnader" kan mildras genom att öka skaltemperaturen 9. Det finns dock ingen konsensus om temperaturintervallet som utgör termoneutralitet hos möss.Huruvida den lägre kritiska temperaturen i det termoneutrala intervallet hos enknämöss är närmare 25°C eller närmare 30°C4, 7, 8, 10, 12 förblir således kontroversiellt.EE och andra metabola parametrar har begränsats till timmar till dagar, så i vilken utsträckning långvarig exponering för olika temperaturer kan påverka metaboliska parametrar som kroppsvikt är oklart.konsumtion, substratanvändning, glukostolerans och plasmalipid- och glukoskoncentrationer och aptitreglerande hormoner.Dessutom behövs ytterligare forskning för att fastställa i vilken utsträckning kosten kan påverka dessa parametrar (DIO-möss på en fettrik kost kan vara mer orienterade mot en nöjesbaserad (hedonisk) diet).För att ge mer information om detta ämne undersökte vi effekten av uppfödningstemperatur på de ovannämnda metabola parametrarna hos normalviktiga vuxna hanmöss och dietinducerade överviktiga (DIO) hanmöss på en 45% fettrik diet.Möss hölls vid 22, 25, 27,5 eller 30°C i minst tre veckor.Temperaturer under 22°C har inte studerats eftersom standard djurhållning sällan är under rumstemperatur.Vi fann att normalviktiga och enkelcirklar DIO-möss svarade på liknande sätt på förändringar i höljestemperatur i termer av EE och oavsett höljets tillstånd (med eller utan skydd/bomaterial).Men medan normalviktiga möss justerade sitt födointag enligt EE, var födointaget för DIO-möss i stort sett oberoende av EE, vilket resulterade i att möss gick upp mer i vikt.Enligt kroppsviktsdata visade plasmakoncentrationer av lipider och ketonkroppar att DIO-möss vid 30°C hade en mer positiv energibalans än möss vid 22°C.De bakomliggande orsakerna till skillnader i balans mellan energiintag och EE mellan normalviktiga och DIO-möss kräver ytterligare studier, men kan vara relaterade till patofysiologiska förändringar hos DIO-möss och effekten av nöjesbaserad diet till följd av en fet diet.
EE ökade linjärt från 30 till 22°C och var ca 30% högre vid 22°C jämfört med 30°C (fig. la,b).Den respiratoriska utbyteshastigheten (RER) var oberoende av temperaturen (fig. 1c, d).Matintaget överensstämde med EE-dynamiken och ökade med sjunkande temperatur (också ~30% högre vid 22°C jämfört med 30°C (Fig. 1e,f). Vattenintag. Volym och aktivitetsnivå berodde inte på temperaturen (Fig. 1g).
Hanmöss (C57BL/6J, 20 veckor gamla, individuella hus, n=7) inhystes i metaboliska burar vid 22°C under en vecka före studiens början.Två dagar efter insamlingen av bakgrundsdata höjdes temperaturen i steg om 2°C vid 06:00 timmar per dag (början av ljusfasen).Data presenteras som medelvärde ± standardfel för medelvärdet, och den mörka fasen (18:00–06:00 timmar) representeras av en grå ruta.a Energiförbrukning (kcal/h), b Total energiförbrukning vid olika temperaturer (kcal/24 h), c Andningsväxlingshastighet (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Genomsnittlig RER i ljus och mörk (VCO2 /VO2) fas (nollvärde definieras som 0,7).e kumulativt födointag (g), f 24h totalt födointag, g 24h totalt vattenintag (ml), h 24h totalt vattenintag, i kumulativ aktivitetsnivå (m) och j total aktivitetsnivå (m/24h) .).Mössen hölls vid den angivna temperaturen i 48 timmar.Data som visas för 24, 26, 28 och 30°C avser de sista 24 timmarna av varje cykel.Mössen förblev matade under hela studien.Statistisk signifikans testades genom upprepade mätningar av envägs ANOVA följt av Tukeys multipla jämförelsetest.Asterisker indikerar signifikans för initialt värde på 22°C, skuggning indikerar signifikans mellan andra grupper enligt indikation. *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.Medelvärden beräknades för hela experimentperioden (0-192 timmar).n = 7.
Som i fallet med normalviktiga möss ökade EE linjärt med sjunkande temperatur, och i detta fall var EE också cirka 30 % högre vid 22°C jämfört med 30°C (fig. 2a,b).RER förändrades inte vid olika temperaturer (fig. 2c, d).I motsats till normalviktiga möss var födointaget inte förenligt med EE som funktion av rumstemperatur.Matintag, vattenintag och aktivitetsnivå var oberoende av temperatur (fig. 2e–j).
Hanmöss (C57BL/6J, 20 veckor) DIO-möss hölls individuellt i metaboliska burar vid 22°C under en vecka före studiens början.Möss kan använda 45% HFD ad libitum.Efter acklimatisering under två dagar samlades baslinjedata in.Därefter höjdes temperaturen i steg om 2°C varannan dag klockan 06:00 (början av ljusfasen).Data presenteras som medelvärde ± standardfel för medelvärdet, och den mörka fasen (18:00–06:00 timmar) representeras av en grå ruta.a Energiförbrukning (kcal/h), b Total energiförbrukning vid olika temperaturer (kcal/24 h), c Andningsväxlingshastighet (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Genomsnittlig RER i ljus och mörk (VCO2 /VO2) fas (nollvärde definieras som 0,7).e kumulativt födointag (g), f 24h totalt födointag, g 24h totalt vattenintag (ml), h 24h totalt vattenintag, i kumulativ aktivitetsnivå (m) och j total aktivitetsnivå (m/24h) .).Mössen hölls vid den angivna temperaturen i 48 timmar.Data som visas för 24, 26, 28 och 30°C avser de sista 24 timmarna av varje cykel.Möss hölls vid 45% HFD till slutet av studien.Statistisk signifikans testades genom upprepade mätningar av envägs ANOVA följt av Tukeys multipla jämförelsetest.Asterisker indikerar signifikans för initialt värde på 22°C, skuggning indikerar signifikans mellan andra grupper enligt indikation. *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.Medelvärden beräknades för hela experimentperioden (0-192 timmar).n = 7.
I en annan serie experiment undersökte vi effekten av omgivningstemperatur på samma parametrar, men denna gång mellan grupper av möss som ständigt hölls vid en viss temperatur.Möss delades in i fyra grupper för att minimera statistiska förändringar i medelvärdet och standardavvikelsen för kroppsvikt, fett och normal kroppsvikt (Fig. 3a–c).Efter 7 dagars acklimatisering registrerades 4,5 dagars EE.EE påverkas avsevärt av den omgivande temperaturen både under dagsljus och på natten (fig. 3d), och ökar linjärt när temperaturen sjunker från 27,5°C till 22°C (fig. 3e).Jämfört med andra grupper var RER för 25°C-gruppen något reducerad, och det fanns inga skillnader mellan de återstående grupperna (fig. 3f, g).Matintag parallellt med EE-mönstret ökade med cirka 30 % vid 22°C jämfört med 30°C (fig. 3h,i).Vattenförbrukning och aktivitetsnivåer skilde sig inte signifikant mellan grupperna (Fig. 3j,k).Exponering för olika temperaturer i upp till 33 dagar ledde inte till skillnader i kroppsvikt, mager massa och fettmassa mellan grupperna (Fig. 3n-s), men resulterade i en minskning av mager kroppsmassa med cirka 15 % jämfört med självrapporterade poäng (fig. 3n-s).3b, r, c)) och fettmassan ökade med mer än 2 gånger (från ~1 g till 2–3 g, fig. 3c, t, c).Tyvärr har 30°C-skåpet kalibreringsfel och kan inte ge korrekta EE- och RER-data.
- Kroppsvikt (a), mager massa (b) och fettmassa (c) efter 8 dagar (en dag före övergång till SABLE-systemet).d Energiförbrukning (kcal/h).e Genomsnittlig energiförbrukning (0–108 timmar) vid olika temperaturer (kcal/24 timmar).f Andningsutbytesförhållande (RER) (VCO2/VO2).g Genomsnittlig RER (VCO2/VO2).h Totalt födointag (g).i Genomsnittligt födointag (g/24 timmar).j Total vattenförbrukning (ml).k Genomsnittlig vattenförbrukning (ml/24 h).l Kumulativ aktivitetsnivå (m).m Genomsnittlig aktivitetsnivå (m/24 h).n kroppsvikt på den 18:e dagen, o förändring i kroppsvikt (från -8:e till 18:e dagen), p mager massa på den 18:e dagen, q förändring i mager massa (från -8:e till 18:e dagen), r fettmassa på dag 18 , och förändring i fettmassa (från -8 till 18 dagar).Den statistiska signifikansen av upprepade mätningar testades med Oneway-ANOVA följt av Tukeys multipla jämförelsetest. *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.Data presenteras som medelvärde + standardfel för medelvärdet, den mörka fasen (18:00-06:00 h) representeras av grå rutor.Prickarna på histogrammen representerar enskilda möss.Medelvärden beräknades för hela experimentperioden (0-108 timmar).n = 7.
Möss matchades i kroppsvikt, mager massa och fettmassa vid baslinjen (fig. 4a-c) och hölls vid 22, 25, 27,5 och 30 ° C som i studier med normalviktiga möss..När man jämförde grupper av möss visade förhållandet mellan EE och temperatur ett liknande linjärt samband med temperaturen över tiden i samma möss.Således förbrukade möss vid 22°C cirka 30 % mer energi än möss som hölls vid 30°C (fig. 4d, e).När man studerade effekter på djur påverkade inte temperaturen alltid RER (Fig. 4f, g).Matintag, vattenintag och aktivitet påverkades inte signifikant av temperaturen (fig. 4h–m).Efter 33 dagars uppfödning hade möss vid 30°C en signifikant högre kroppsvikt än möss vid 22°C (fig. 4n).Jämfört med sina respektive baslinjepunkter hade möss uppfödda vid 30°C signifikant högre kroppsvikter än möss uppfödda vid 22°C (medelvärde ± standardfel för medelvärdet: Fig. 4o).Den relativt högre viktökningen berodde på en ökning av fettmassan (fig. 4p, q) snarare än en ökning av mager massa (fig. 4r, s).I enlighet med det lägre EE-värdet vid 30°C reducerades uttrycket av flera BAT-gener som ökar BAT-funktionen/aktiviteten vid 30°C jämfört med 22°C: Adra1a, Adrb3 och Prdm16.Andra nyckelgener som också ökar BAT-funktionen/aktiviteten påverkades inte: Sema3a (neurittillväxtreglering), Tfam (mitokondriell biogenes), Adrb1, Adra2a, Pck1 (glukoneogenes) och Cpt1a.Överraskande nog minskade inte Ucp1 och Vegf-a, associerade med ökad termogen aktivitet, i 30°C-gruppen.Faktum är att Ucp1-nivåerna i tre möss var högre än i 22°C-gruppen, och Vegf-a och Adrb2 var signifikant förhöjda.Jämfört med 22 °C-gruppen visade möss som hölls vid 25 °C och 27,5 °C ingen förändring (kompletterande figur 1).
- Kroppsvikt (a), mager massa (b) och fettmassa (c) efter 9 dagar (en dag före övergång till SABLE-systemet).d Energiförbrukning (EE, kcal/h).e Genomsnittlig energiförbrukning (0–96 timmar) vid olika temperaturer (kcal/24 timmar).f Andningsutbytesförhållande (RER, VCO2/VO2).g Genomsnittlig RER (VCO2/VO2).h Totalt födointag (g).i Genomsnittligt födointag (g/24 timmar).j Total vattenförbrukning (ml).k Genomsnittlig vattenförbrukning (ml/24 h).l Kumulativ aktivitetsnivå (m).m Genomsnittlig aktivitetsnivå (m/24 h).n Kroppsvikt vid dag 23 (g), o Förändring i kroppsvikt, p Mager massa, q Förändring av mager massa (g) dag 23 jämfört med dag 9, Förändring av fettmassa (g) vid 23-dagar, fett massa (g) jämfört med dag 8, dag 23 jämfört med -8:e dagen.Den statistiska signifikansen av upprepade mätningar testades med Oneway-ANOVA följt av Tukeys multipla jämförelsetest. *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.Data presenteras som medelvärde + standardfel för medelvärdet, den mörka fasen (18:00-06:00 h) representeras av grå rutor.Prickarna på histogrammen representerar enskilda möss.Medelvärden beräknades för hela experimentperioden (0-96 timmar).n = 7.
Precis som människor skapar möss ofta mikromiljöer för att minska värmeförlusten till miljön.För att kvantifiera betydelsen av denna miljö för EE, utvärderade vi EE vid 22, 25, 27,5 och 30°C, med eller utan läderskydd och bomaterial.Vid 22°C minskar tillsatsen av standardskinn EE med cirka 4 %.Den efterföljande tillsatsen av bomaterial minskade EE med 3–4 % (Fig. 5a,b).Inga signifikanta förändringar i RER, matintag, vattenintag eller aktivitetsnivåer observerades med tillägg av hus eller skinn + sängkläder (Figur 5i–p).Tillsatsen av hud och bomaterial minskade också signifikant EE vid 25 och 30°C, men svaren var kvantitativt mindre.Vid 27,5°C observerades ingen skillnad.I dessa experiment minskade EE med ökande temperatur, i detta fall cirka 57 % lägre än EE vid 30°C jämfört med 22°C (fig. 5c–h).Samma analys utfördes endast för den lätta fasen, där EE låg närmare den basala ämnesomsättningshastigheten, eftersom mössen i detta fall mestadels vilade i huden, vilket resulterade i jämförbara effektstorlekar vid olika temperaturer (kompletterande bild 2a–h) .
Data för möss från skydd och bomaterial (mörkblått), hem men inget bomaterial (ljusblått) och hem- och bomaterial (orange).Energiförbrukning (EE, kcal/h) för rum a, c, e och g vid 22, 25, 27,5 och 30 °C, b, d, f och h betyder EE (kcal/h).ip Data för möss inhysta vid 22°C: i andningsfrekvens (RER, VCO2/VO2), j medelvärde RER (VCO2/VO2), k kumulativt födointag (g), l genomsnittligt födointag (g/24 h) , m totalt vattenintag (mL), n genomsnittligt vattenintag AUC (mL/24h), o total aktivitet (m), p genomsnittlig aktivitetsnivå (m/24h).Data presenteras som medelvärde + standardfel för medelvärdet, den mörka fasen (18:00-06:00 h) representeras av grå rutor.Prickarna på histogrammen representerar enskilda möss.Den statistiska signifikansen av upprepade mätningar testades med Oneway-ANOVA följt av Tukeys multipla jämförelsetest. *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.Medelvärden beräknades för hela experimentperioden (0-72 timmar).n = 7.
Hos normalviktiga möss (2-3 timmars fasta) resulterade uppfödning vid olika temperaturer inte i signifikanta skillnader i plasmakoncentrationer av TG, 3-HB, kolesterol, ALT och ASAT, utan HDL som en funktion av temperaturen.Figur 6a-e).Fastande plasmakoncentrationer av leptin, insulin, C-peptid och glukagon skilde sig inte heller mellan grupperna (figur 6g–j).På dagen för glukostoleranstestet (efter 31 dagar vid olika temperaturer) var baslinjens blodglukosnivå (5-6 timmars fasta) cirka 6,5 mM, utan skillnad mellan grupperna. Administrering av oralt glukos ökade blodsockerkoncentrationerna signifikant i alla grupper, men både toppkoncentration och inkrementell yta under kurvorna (iAUCs) (15–120 min) var lägre i gruppen möss som hölls vid 30 °C (individuella tidpunkter: P < 0,05–P < 0,0001, Fig. 6k, l) jämfört med mössen inhysta vid 22, 25 och 27,5 °C (som inte skilde sig åt mellan varandra). Administrering av oralt glukos ökade blodsockerkoncentrationerna signifikant i alla grupper, men både toppkoncentration och inkrementell yta under kurvorna (iAUCs) (15–120 min) var lägre i gruppen möss som hölls vid 30 °C (individuella tidpunkter: P < 0,05–P < 0,0001, Fig. 6k, l) jämfört med mössen inhysta vid 22, 25 och 27,5 °C (som inte skilde sig åt mellan varandra). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови всех групокацо групок так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 min.) bilder: P < 0,05–P < 0,0001, рис 6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 och 27,5 ° C (memory). Oral administrering av glukos ökade signifikant blodsockerkoncentrationerna i alla grupper, men både toppkoncentration och inkrementell yta under kurvorna (iAUC) (15–120 min) var lägre i 30°C-mössgruppen (separata tidpunkter: P < 0,05– P < 0,0001, Fig. 6k, l) jämfört med möss som hölls vid 22, 25 och 27,5 °C (som inte skilde sig från varandra).口服葡萄糖的给药显着增加了所有组的血糖浓度，但在30 °C 饲养的小麰债债倒小鼠缌口下增加面积(iAUC) (15-120 分钟) 均较低（各个时间点：P < 0.05–P < 0.0001，图6k，l）与饲养在22、25 和27.5°C口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 在 30 °C 组， 组养和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点点 点：P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25和27,5°COral administrering av glukos ökade signifikant blodsockerkoncentrationerna i alla grupper, men både toppkoncentrationen och arean under kurvan (iAUC) (15–120 min) var lägre i gruppen möss som matades vid 30°C (alla tidpunkter).: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0,05–P < 0,0001, Fig.6l, l) jämfört med möss som hölls vid 22, 25 och 27,5°C (ingen skillnad från varandra).
Plasmakoncentrationer av TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glycerol, leptin, insulin, C-peptid och glukagon visas i vuxna DIO(al)-hanmöss efter 33 dagars matning vid den angivna temperaturen .Möss matades inte 2-3 timmar före blodprovtagning.Undantaget var ett oralt glukostoleranstest, som utfördes två dagar före slutet av studien på möss som fastade i 5-6 timmar och hölls vid lämplig temperatur i 31 dagar.Möss utmanades med 2 g/kg kroppsvikt.Arean under kurvdata (L) uttrycks som inkrementella data (iAUC).Data presenteras som medelvärde ± SEM.Prickarna representerar individuella prover. *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.
Hos DIO-möss (också fastade i 2-3 timmar) skilde sig inte plasmakolesterol-, HDL-, ALT-, ASAT- och FFA-koncentrationerna mellan grupperna.Både TG och glycerol var signifikant förhöjda i 30°C-gruppen jämfört med 22°C-gruppen (figur 7a–h).Däremot var 3-GB cirka 25 % lägre vid 30°C jämfört med 22°C (Figur 7b).Även om möss som hölls vid 22°C hade en övergripande positiv energibalans, vilket tyder på viktökning, tyder skillnader i plasmakoncentrationer av TG, glycerol och 3-HB på att möss vid 22°C när provtagningen var mindre än vid 22° C.°C.Möss uppfödda vid 30 ° C var i ett relativt mer energimässigt negativt tillstånd.I överensstämmelse med detta var leverkoncentrationer av extraherbar glycerol och TG, men inte glykogen och kolesterol, högre i 30 °C-gruppen (kompletterande figur 3a-d).För att undersöka om de temperaturberoende skillnaderna i lipolys (mätt med plasma TG och glycerol) är resultatet av interna förändringar i bitestikel- eller inguinalfett, extraherade vi fettvävnad från dessa lager i slutet av studien och kvantifierade fria fettsyror ex. vivo.och frisättning av glycerol.I alla experimentella grupper visade fettvävnadsprover från epididymala och inguinala depåer minst en tvåfaldig ökning av glycerol- och FFA-produktionen som svar på isoproterenolstimulering (kompletterande fig. 4a–d).Ingen effekt av skaltemperaturen på basal eller isoproterenolstimulerad lipolys hittades dock.I enlighet med högre kroppsvikt och fettmassa var plasmaleptinnivåerna signifikant högre i 30°C-gruppen än i 22°C-gruppen (Figur 7i).Tvärtom skilde sig inte plasmanivåerna av insulin och C-peptid mellan temperaturgrupperna (Fig. 7k, k), men plasmaglukagon visade ett temperaturberoende, men i detta fall jämfördes nästan 22°C i den motsatta gruppen två gånger till 30°C.FRÅN.Grupp C (fig. 71).FGF21 skiljde sig inte mellan olika temperaturgrupper (Fig. 7m).På dagen för OGTT var baslinjens blodsocker ungefär 10 mM och skilde sig inte mellan möss som hölls vid olika temperaturer (Fig. 7n).Oral administrering av glukos ökade blodsockernivåerna och toppade i alla grupper vid en koncentration av cirka 18 mM 15 minuter efter dosering.Det fanns inga signifikanta skillnader i iAUC (15–120 min) och koncentrationer vid olika tidpunkter efter dosering (15, 30, 60, 90 och 120 min) (Figur 7n, o).
Plasmakoncentrationer av TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glycerol, leptin, insulin, C-peptid, glukagon och FGF21 visades i vuxna DIO (ao) hanmöss efter 33 dagars matning.specificerad temperatur.Möss matades inte 2-3 timmar före blodprovtagning.Det orala glukostoleranstestet var ett undantag eftersom det utfördes i en dos av 2 g/kg kroppsvikt två dagar före slutet av studien på möss som fastade i 5-6 timmar och hölls vid lämplig temperatur i 31 dagar.Arean under kurvdata (o) visas som inkrementella data (iAUC).Data presenteras som medelvärde ± SEM.Prickarna representerar individuella prover. *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.
Överförbarheten av gnagardata till människor är en komplex fråga som spelar en central roll för att tolka betydelsen av observationer i samband med fysiologisk och farmakologisk forskning.Av ekonomiska skäl och för att underlätta forskning hålls möss ofta i rumstemperatur under sin termoneutrala zon, vilket resulterar i aktivering av olika kompensatoriska fysiologiska system som ökar ämnesomsättningen och potentiellt försämrar översättningsbarheten9.Exponering av möss för kyla kan således göra möss resistenta mot dietinducerad fetma och kan förhindra hyperglykemi hos streptozotocinbehandlade råttor på grund av ökad icke-insulinberoende glukostransport.Det är dock inte klart i vilken utsträckning långvarig exponering för olika relevanta temperaturer (från rum till termoneutral) påverkar den olika energihomeostasen hos normalviktiga möss (på mat) och DIO-möss (på HFD) och metaboliska parametrar, samt omfattningen till vilket de kunde balansera en ökning av EE med ett ökat födointag.Studien som presenteras i den här artikeln syftar till att få lite klarhet i detta ämne.
Vi visar att hos normalviktiga vuxna möss och DIO-hanmöss är EE omvänt relaterat till rumstemperatur mellan 22 och 30°C.Således var EE vid 22°C ca 30% högre än vid 30°C.i båda musmodellerna.En viktig skillnad mellan normalviktiga möss och DIO-möss är dock att medan normalviktiga möss matchade EE vid lägre temperaturer genom att justera födointaget därefter, varierade födointaget hos DIO-möss på olika nivåer.Studietemperaturerna var liknande.Efter en månad fick DIO-möss som hölls vid 30°C mer kroppsvikt och fettmassa än möss som hölls vid 22°C, medan normala människor höll sig vid samma temperatur och under samma tidsperiod inte ledde till feber.beroende skillnad i kroppsvikt.vikt möss.Jämfört med temperaturer nära termoneutral eller vid rumstemperatur, resulterade tillväxt vid rumstemperatur i att DIO eller normalviktiga möss på en diet med hög fetthalt men inte på en normalviktig musdiet gick upp relativt sett mindre i vikt.kropp.Stöds av andra studier17,18,19,20,21 men inte av alla22,23.
Förmågan att skapa en mikromiljö för att minska värmeförlusten antas flytta termisk neutralitet till vänster8, 12. I vår studie minskade både tillägget av bomaterial och döljande EE men resulterade inte i termisk neutralitet upp till 28°C.Våra data stöder alltså inte att den lägsta punkten för termoneutralitet hos vuxna möss med enkla knä, med eller utan miljöberikade hus, bör vara 26-28°C som visat8,12, men det stöder andra studier som visar termoneutralitet.temperaturer på 30°C i lågpunktsmöss7, 10,24. För att komplicera saken har den termoneutrala punkten hos möss visat sig inte vara statisk under dagen eftersom den är lägre under vilofasen (lätt), möjligen på grund av lägre kaloriinnehåll produktion som ett resultat av aktivitet och dietinducerad termogenes.Sålunda, i den ljusa fasen, visar sig den nedre punkten för termisk neutralitet vara ~29°С, och i den mörka fasen, ~33°С25.
I slutändan bestäms förhållandet mellan omgivningstemperatur och total energiförbrukning av värmeavledning.I detta sammanhang är förhållandet mellan ytarea och volym en viktig bestämningsfaktor för termisk känslighet, vilket påverkar både värmeavledning (ytarea) och värmealstring (volym).Förutom ytarea bestäms värmeöverföringen även av isolering (värmeöverföringshastighet).Hos människor kan fettmassa minska värmeförlusten genom att skapa en isolerande barriär runt kroppsskalet, och det har föreslagits att fettmassan också är viktig för värmeisolering hos möss, sänker den termoneutrala punkten och minskar temperaturkänsligheten under den termiska neutrala punkten ( kurvlutning).omgivningstemperatur jämfört med EE)12.Vår studie var inte utformad för att direkt bedöma detta förmodade samband eftersom kroppssammansättningsdata samlades in 9 dagar innan energiförbrukningsdata samlades in och eftersom fettmassan inte var stabil under hela studien.Men eftersom normalviktiga och DIO-möss har 30 % lägre EE vid 30°C än vid 22°C trots minst en 5-faldig skillnad i fettmassa, stödjer inte våra data att fetma ska ge grundläggande isolering.faktor, åtminstone inte i det undersökta temperaturområdet.Detta är i linje med andra studier som är bättre utformade för att utforska detta4,24.I dessa studier var den isolerande effekten av fetma liten, men päls visade sig ge 30-50 % av den totala värmeisoleringen4,24.Men hos döda möss ökade värmeledningsförmågan med cirka 450 % omedelbart efter döden, vilket tyder på att pälsens isolerande effekt är nödvändig för att fysiologiska mekanismer, inklusive vasokonstriktion, ska fungera.Förutom artskillnader i päls mellan möss och människor, kan den dåliga isolerande effekten av fetma hos möss också påverkas av följande överväganden: Den isolerande faktorn för mänsklig fettmassa förmedlas huvudsakligen av subkutan fettmassa (tjocklek)26,27.Vanligtvis hos gnagare Mindre än 20 % av det totala animaliska fettet28.Dessutom är den totala fettmassan kanske inte ens ett suboptimalt mått på en individs värmeisolering, eftersom det har hävdats att förbättrad värmeisolering kompenseras av den oundvikliga ökningen av ytan (och därmed ökad värmeförlust) när fettmassan ökar..
Hos normalviktiga möss förändrades inte fastande plasmakoncentrationer av TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT och ASAT vid olika temperaturer under nästan 5 veckor, troligen för att mössen var i samma tillstånd av energibalans.var samma i vikt och kroppssammansättning som vid slutet av studien.I överensstämmelse med likheten i fettmassa fanns det heller inga skillnader i plasmaleptinnivåer, inte heller i fastande insulin, C-peptid och glukagon.Fler signaler hittades i DIO-möss.Även om möss vid 22°C inte heller hade en övergripande negativ energibalans i detta tillstånd (eftersom de gick upp i vikt), hade de i slutet av studien relativt sett mer energibrist jämfört med möss uppfödda vid 30°C, under förhållanden som t.ex. höga ketoner.produktion av kroppen (3-GB) och en minskning av koncentrationen av glycerol och TG i plasma.Temperaturberoende skillnader i lipolys tycks dock inte vara resultatet av inneboende förändringar i epididymalt eller inguinalt fett, såsom förändringar i uttrycket av adipohormonresponsivt lipas, eftersom FFA och glycerol som frigörs från fett extraherat från dessa depåer ligger mellan temperatur grupper liknar varandra.Även om vi inte undersökte sympatisk ton i den aktuella studien, har andra funnit att den (baserat på hjärtfrekvens och medelartärtryck) är linjärt relaterad till omgivningstemperaturen hos möss och är ungefär lägre vid 30 °C än vid 22 °C 20 % C Således kan temperaturberoende skillnader i sympatisk tonus spela en roll i lipolys i vår studie, men eftersom en ökning av sympatisk tonus stimulerar snarare än hämmar lipolys, kan andra mekanismer motverka denna minskning hos odlade möss.Potentiell roll i nedbrytningen av kroppsfett.Rumstemperatur.Dessutom förmedlas en del av den stimulerande effekten av sympatisk tonus på lipolys indirekt av stark hämning av insulinutsöndring, vilket belyser effekten av insulinavbrytande tillskott på lipolys30, men i vår studie var fastande plasmainsulin och sympatisk tonus från C-peptid vid olika temperaturer. inte tillräckligt för att förändra lipolysen.Istället fann vi att skillnader i energistatus troligen var den främsta bidragsgivaren till dessa skillnader hos DIO-möss.De bakomliggande orsakerna som leder till bättre reglering av födointag med EE hos normalviktiga möss kräver ytterligare studier.I allmänhet kontrolleras dock matintaget av homeostatiska och hedoniska signaler31,32,33.Även om det råder debatt om vilken av de två signalerna som är kvantitativt viktigare,31,32,33 är det välkänt att långvarig konsumtion av fettrik mat leder till ett mer nöjesbaserat ätbeteende som till viss del inte är relaterat till homeostas..– reglerat matintag34,35,36.Därför kan det ökade hedoniska matbeteendet hos DIO-möss behandlade med 45% HFD vara en av anledningarna till att dessa möss inte balanserade matintag med EE.Intressant nog observerades skillnader i aptit och blodsockerreglerande hormoner också i de temperaturkontrollerade DIO-mössen, men inte hos normalviktiga möss.Hos DIO-möss ökade plasmaleptinnivåerna med temperaturen och glukagonnivåerna minskade med temperaturen.I vilken utsträckning temperaturen direkt kan påverka dessa skillnader förtjänar ytterligare studier, men i fallet med leptin spelade den relativa negativa energibalansen och därmed lägre fettmassa hos möss vid 22°C verkligen en viktig roll, eftersom fettmassa och plasmaleptin är starkt korrelerad37.Tolkningen av glukagonsignalen är dock mer förbryllande.Liksom med insulin hämmades glukagonutsöndringen kraftigt av en ökning av sympatisk tonus, men den högsta sympatiska tonen förutspåddes vara i 22°C-gruppen, som hade de högsta plasmaglukagonkoncentrationerna.Insulin är en annan stark regulator av plasmaglukagon, och insulinresistens och typ 2-diabetes är starkt förknippade med fasta och postprandial hyperglukagonemi 38,39.Men DIO-mössen i vår studie var också insulinokänsliga, så detta kunde inte heller vara huvudfaktorn i ökningen av glukagonsignalering i 22°C-gruppen.Leverfetthalten är också positivt associerad med en ökning av plasmaglukagonkoncentrationen, vars mekanismer i sin tur kan inkludera leverglukagonresistens, minskad ureaproduktion, ökade cirkulerande aminosyrakoncentrationer och ökad aminosyrastimulerad glukagonutsöndring40,41, 42.Men eftersom extraherbara koncentrationer av glycerol och TG inte skilde sig mellan temperaturgrupperna i vår studie, kunde detta inte heller vara en potentiell faktor i ökningen av plasmakoncentrationer i 22°C-gruppen.Trijodtyronin (T3) spelar en avgörande roll i den totala metaboliska hastigheten och initiering av metabolt försvar mot hypotermi43,44.Således ökar plasma-T3-koncentrationen, möjligen kontrollerad av centralt förmedlade mekanismer,45,46 hos både möss och människor under mindre än termoneutrala förhållanden47, även om ökningen hos människor är mindre, vilket är mer predisponerat för möss.Detta är förenligt med värmeförlust till miljön.Vi mätte inte plasma T3-koncentrationer i den aktuella studien, men koncentrationerna kan ha varit lägre i 30°C-gruppen, vilket kan förklara effekten av denna grupp på plasmaglukagonnivåer, eftersom vi (uppdaterad figur 5a) och andra har visat att T3 ökar plasmaglukagon på ett dosberoende sätt.Sköldkörtelhormoner har rapporterats inducera FGF21-uttryck i levern.Liksom glukagon ökade plasmakoncentrationerna av FGF21 också med plasmakoncentrationerna av T3 (kompletterande figur 5b och ref. 48), men jämfört med glukagon påverkades inte plasmakoncentrationerna av FGF21 i vår studie av temperaturen.De bakomliggande orsakerna till denna avvikelse kräver ytterligare studier, men T3-driven FGF21-induktion bör ske vid högre nivåer av T3-exponering jämfört med det observerade T3-drivna glukagonsvaret (kompletterande fig. 5b).
HFD har visat sig vara starkt associerat med nedsatt glukostolerans och insulinresistens (markörer) hos möss som fötts upp vid 22°C.HFD var dock inte associerad med vare sig nedsatt glukostolerans eller insulinresistens när den odlades i en termoneutral miljö (definierad här som 28 °C) 19 .I vår studie replikerades inte detta förhållande i DIO-möss, men normalviktiga möss som hölls vid 30°C förbättrade signifikant glukostoleransen.Orsaken till denna skillnad kräver ytterligare studier, men kan påverkas av det faktum att DIO-mössen i vår studie var insulinresistenta, med fastande plasma-C-peptidkoncentrationer och insulinkoncentrationer 12-20 gånger högre än normalviktiga möss.och i blodet på fastande mage.glukoskoncentrationer på cirka 10 mM (cirka 6 mM vid normal kroppsvikt), vilket verkar lämna ett litet fönster för eventuella gynnsamma effekter av exponering för termoneutrala förhållanden för att förbättra glukostoleransen.En möjlig förvirrande faktor är att OGTT av praktiska skäl utförs i rumstemperatur.Således upplevde möss som hölls vid högre temperaturer mild köldchock, vilket kan påverka glukosabsorption/clearance.Men baserat på liknande fastande blodsockerkoncentrationer i olika temperaturgrupper kan förändringar i omgivningstemperaturen inte ha påverkat resultaten nämnvärt.
Som tidigare nämnts har det nyligen framhållits att en ökning av rumstemperaturen kan dämpa vissa reaktioner på kylstress, vilket kan ifrågasätta överföringsbarheten av musdata till människor.Det är dock inte klart vad som är den optimala temperaturen för att hålla möss för att efterlikna mänsklig fysiologi.Svaret på denna fråga kan också påverkas av studieområdet och det effektmått som studeras.Ett exempel på detta är kostens effekt på fettansamling i levern, glukostolerans och insulinresistens19.När det gäller energiförbrukning tror vissa forskare att termoneutralitet är den optimala temperaturen för uppfödning, eftersom människor kräver lite extra energi för att behålla sin kroppstemperatur, och de definierar en enda varvtemperatur för vuxna möss som 30°C7,10.Andra forskare tror att en temperatur som är jämförbar med den som människor vanligtvis upplever med vuxna möss på ett knä är 23-25°C, eftersom de fann att termoneutralitet var 26-28°C och baserat på att människor är lägre omkring 3°C.deras lägre kritiska temperatur, definierad här som 23°C, är något 8,12.Vår studie överensstämmer med flera andra studier som säger att termisk neutralitet inte uppnås vid 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, vilket indikerar att 23-25°C är för lågt.En annan viktig faktor att ta hänsyn till när det gäller rumstemperatur och termoneutralitet hos möss är singel- eller gruppboende.När möss hölls i grupper snarare än individuellt, som i vår studie, minskade temperaturkänsligheten, möjligen på grund av att djuren trängdes.Emellertid var rumstemperaturen fortfarande under LTL på 25 när tre grupper användes.Den kanske viktigaste skillnaden mellan arterna i detta avseende är den kvantitativa betydelsen av BAT-aktivitet som försvar mot hypotermi.Således, medan möss till stor del kompenserade för sin högre kaloriförlust genom att öka BAT-aktiviteten, som är över 60 % EE vid enbart 5°C, var bidraget från mänsklig BAT-aktivitet till EE signifikant högre, mycket mindre.Därför kan en minskning av BAT-aktiviteten vara ett viktigt sätt att öka mänsklig översättning.Regleringen av BAT-aktivitet är komplex men förmedlas ofta av de kombinerade effekterna av adrenerg stimulering, sköldkörtelhormoner och UCP114,54,55,56,57 uttryck.Våra data indikerar att temperaturen måste höjas över 27,5°C jämfört med möss vid 22°C för att upptäcka skillnader i uttrycket av BAT-gener som är ansvariga för funktion/aktivering.Skillnaderna mellan grupperna vid 30 och 22°C tydde dock inte alltid på en ökning av BAT-aktiviteten i 22°C-gruppen eftersom Ucp1, Adrb2 och Vegf-a var nedreglerade i 22°C-gruppen.Grundorsaken till dessa oväntade resultat återstår att fastställa.En möjlighet är att deras ökade uttryck kanske inte reflekterar en signal om förhöjd rumstemperatur, utan snarare en akut effekt av att flytta dem från 30°C till 22°C på dagen för avlägsnandet (mössen upplevde detta 5-10 minuter före start) .).
En allmän begränsning av vår studie är att vi bara studerade hanmöss.Annan forskning tyder på att kön kan vara ett viktigt övervägande i våra primära indikationer, eftersom honmöss med enkla knä är mer temperaturkänsliga på grund av högre värmeledningsförmåga och upprätthålla mer noggrant kontrollerade kärntemperaturer.Dessutom visade honmöss (på HFD) ett större samband mellan energiintag och EE vid 30 °C jämfört med möss av hankön som konsumerade fler möss av samma kön (20 °C i detta fall) 20 .Således, i honmöss, är effekten subtermonetral halt högre, men har samma mönster som i hanmöss.I vår studie fokuserade vi på enknä hanmöss, eftersom dessa är de förhållanden under vilka de flesta metaboliska studier som undersöker EE utförs.En annan begränsning av vår studie var att mössen var på samma diet under hela studien, vilket förhindrade att studera betydelsen av rumstemperatur för metabolisk flexibilitet (mätt med RER-förändringar för kostförändringar i olika makronäringsämneskompositioner).i hon- och hanmöss som hölls vid 20°C jämfört med motsvarande möss som hölls vid 30°C.
Sammanfattningsvis visar vår studie att, precis som i andra studier, är möss med normal vikt i varv 1 termoneutrala över de förutsagda 27,5 °C.Dessutom visar vår studie att fetma inte är en viktig isolerande faktor hos möss med normalvikt eller DIO, vilket resulterar i liknande temperatur:EE-förhållanden i DIO och normalviktiga möss.Medan födointaget för normalviktiga möss överensstämde med EE och därmed bibehöll en stabil kroppsvikt över hela temperaturintervallet, var födointaget för DIO-möss detsamma vid olika temperaturer, vilket resulterade i en högre andel möss vid 30°C .vid 22°C gick upp mer i kroppsvikt.Sammantaget är systematiska studier som undersöker den potentiella betydelsen av att leva under termoneutrala temperaturer berättigade på grund av den ofta observerade dåliga tolerabiliteten mellan studier på mus och människor.Till exempel, i fetmastudier kan en delförklaring till den generellt sämre översättningsbarheten bero på att murina viktminskningsstudier vanligtvis utförs på måttligt kallstressade djur som hålls i rumstemperatur på grund av deras ökade EE.Överdriven viktminskning jämfört med en persons förväntade kroppsvikt, särskilt om verkningsmekanismen beror på att öka EE genom att öka aktiviteten av BAP, som är mer aktivt och aktiverat vid rumstemperatur än vid 30°C.
I enlighet med den danska djurförsökslagen (1987) och National Institutes of Health (publikation nr 85-23) och den europeiska konventionen om skydd av ryggradsdjur som används för experimentella och andra vetenskapliga ändamål (Europarådet nr 123, Strasbourg 1985).
Tjugo veckor gamla C57BL/6J hanmöss erhölls från Janvier Saint Berthevin Cedex, Frankrike, och gavs ad libitum standardmat (Altromin 1324) och vatten (~22°C) efter en 12:12 timmars ljus:mörkercykel.rumstemperatur.DIO-hanmöss (20 veckor) erhölls från samma leverantör och gavs ad libitum tillgång till en 45% fettrik diet (kat. nr. D12451, Research Diet Inc., NJ, USA) och vatten under uppfödningsförhållanden.Möss anpassades till miljön en vecka innan studiens början.Två dagar före överföringen till det indirekta kalorimetrisystemet vägdes mössen, utsattes för MRI-skanning (EchoMRITM, TX, USA) och delades in i fyra grupper motsvarande kroppsvikt, fett och normal kroppsvikt.
Ett grafiskt diagram över studiens design visas i figur 8. Möss överfördes till ett slutet och temperaturkontrollerat indirekt kalorimetrisystem vid Sable Systems Internationals (Nevada, USA), som inkluderade mat- och vattenkvalitetsmonitorer och en Promethion BZ1-ram som registrerade aktivitetsnivåer genom att mäta strålbrott.XYZ.Möss (n = 8) hölls individuellt vid 22, 25, 27,5 eller 30°C med hjälp av sängkläder men inget skydd och häckningsmaterial på en 12:12-timmars ljus:mörkercykel (ljus: 06:00–18:00) .2500 ml/min.Möss acklimatiserades i 7 dagar före registrering.Inspelningar samlades in fyra dagar i rad.Därefter hölls mössen vid respektive temperaturer vid 25, 27,5 och 30°C under ytterligare 12 dagar, varefter cellkoncentraten tillsattes såsom beskrivs nedan.Under tiden hölls grupper av möss som hölls vid 22°C vid denna temperatur i ytterligare två dagar (för att samla in nya baslinjedata), och sedan höjdes temperaturen i steg om 2°C varannan dag i början av ljusfasen ( 06:00) tills den nådde 30°C. Därefter sänktes temperaturen till 22°C och data samlades in under ytterligare två dagar.Efter ytterligare två dagars inspelning vid 22°C sattes skinn till alla celler vid alla temperaturer, och datainsamling började den andra dagen (dag 17) och under tre dagar.Efter det (dag 20) tillsattes bomaterial (8-10 g) till alla celler i början av ljuscykeln (06:00) och data samlades in under ytterligare tre dagar.Sålunda, i slutet av studien, hölls möss som hölls vid 22°C vid denna temperatur i 21/33 dagar och vid 22°C under de senaste 8 dagarna, medan möss vid andra temperaturer hölls vid denna temperatur i 33 dagar./33 dagar.Möss matades under studieperioden.
Normalviktiga och DIO-möss följde samma studieprocedurer.Vid dag -9 vägdes mössen, MRT-skannades och delades in i grupper jämförbara i kroppsvikt och kroppssammansättning.På dag -7 överfördes möss till ett slutet temperaturkontrollerat indirekt kalorimetrisystem tillverkat av SABLE Systems International (Nevada, USA).Möss inhystes individuellt med strö men utan häcknings- eller skyddsmaterial.Temperaturen är inställd på 22, 25, 27,5 eller 30 °C.Efter en veckas acklimatisering (dagarna -7 till 0, djuren stördes inte) samlades data in under fyra på varandra följande dagar (dagarna 0-4, data visade i fig. 1, 2, 5).Därefter hölls möss som hölls vid 25, 27,5 och 30°C under konstanta förhållanden fram till den 17:e dagen.Samtidigt höjdes temperaturen i 22°C-gruppen med intervaller på 2°C varannan dag genom att justera temperaturcykeln (06:00 h) i början av ljusexponeringen (data visas i fig. 1). .På dag 15 sjönk temperaturen till 22°C och två dagars data samlades in för att tillhandahålla baslinjedata för efterföljande behandlingar.Skinn tillsattes till alla möss på dag 17, och häckningsmaterial tillsattes på dag 20 (Fig. 5).På den 23:e dagen vägdes mössen och utsattes för MRI-skanning och lämnades sedan ensamma i 24 timmar.På dag 24 fastade mössen från början av fotoperioden (06:00) och fick OGTT (2 g/kg) vid 12:00 (6-7 timmars fasta).Därefter återfördes mössen till sina respektive SABLE-förhållanden och avlivades på den andra dagen (dag 25).
DIO-möss (n = 8) följde samma protokoll som normalviktiga möss (som beskrivits ovan och i figur 8).Möss bibehöll 45 % HFD under hela energiförbrukningsexperimentet.
VO2 och VCO2, såväl som vattenångtryck, registrerades vid en frekvens av 1 Hz med en celltidskonstant på 2,5 min.Mat- och vattenintag samlades in genom kontinuerlig registrering (1 Hz) av vikten av mat- och vattenhinkarna.Den använda kvalitetsmonitorn rapporterade en upplösning på 0,002 g.Aktivitetsnivåer registrerades med hjälp av en 3D XYZ beam array monitor, data samlades in med en intern upplösning på 240 Hz och rapporterades varje sekund för att kvantifiera totalt tillryggalagt avstånd (m) med en effektiv rumslig upplösning på 0,25 cm.Data bearbetades med Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, beräknade EE och RER och filtrerade bort extremvärden (t.ex. falska måltidshändelser).Makrotolken är konfigurerad att mata ut data för alla parametrar var femte minut.
Förutom att reglera EE kan omgivningstemperaturen också reglera andra aspekter av metabolism, inklusive postprandial glukosmetabolism, genom att reglera utsöndringen av glukosmetaboliserande hormoner.För att testa denna hypotes slutförde vi slutligen en kroppstemperaturstudie genom att provocera normalviktiga möss med en DIO oral glukosbelastning (2 g/kg).Metoder beskrivs i detalj i ytterligare material.
Vid slutet av studien (dag 25) fastade mössen i 2-3 timmar (med början 06:00), sövdes med isofluran och blödde fullständigt genom retroorbital venpunktion.Kvantifiering av plasmalipider och hormoner och lipider i levern beskrivs i Supplementary Materials.
För att undersöka om skaltemperaturen orsakar inneboende förändringar i fettvävnad som påverkar lipolys, skars inguinal och epididymal fettväv ut direkt från möss efter det sista stadiet av blödning.Vävnader bearbetades med användning av den nyutvecklade ex vivo lipolysanalysen som beskrivs i Kompletterande metoder.
Brun fettvävnad (BAT) samlades in på dagen för studiens slut och bearbetades enligt beskrivningen i de kompletterande metoderna.
Data presenteras som medelvärde ± SEM.Grafer skapades i GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) och grafik redigerades i Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA).Statistisk signifikans bedömdes i GraphPad Prism och testades med parat t-test, upprepade mätningar envägs/tvåvägs ANOVA följt av Tukeys multipla jämförelsetest, eller oparad envägs ANOVA följt av Tukeys multipla jämförelsetest efter behov.Den Gaussiska fördelningen av data validerades av D'Agostino-Pearsons normalitetsteste före testning.Provstorleken anges i motsvarande avsnitt i avsnittet "Resultat" samt i förklaringen.Upprepning definieras som varje mätning som görs på samma djur (in vivo eller på ett vävnadsprov).När det gäller datareproducerbarhet visades ett samband mellan energiförbrukning och falltemperatur i fyra oberoende studier med olika möss med liknande studiedesign.
Detaljerade experimentella protokoll, material och rådata finns tillgängliga på rimlig begäran från huvudförfattaren Rune E. Kuhre.Denna studie genererade inte nya unika reagens, transgena djur/cellinjer eller sekvenseringsdata.
För mer information om studiedesign, se Nature Research Report abstract länkat till denna artikel.
All data bildar en graf.1-7 deponerades i Science-databasen, accessionsnummer: 1253.11.sciencedb.02284 eller https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Data som visas i ESM kan skickas till Rune E Kuhre efter rimliga tester.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Laboratory animals as surrogate models of human fetma. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Laboratory animals as surrogate models of human fetma.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.och Tang-Christensen M. Laboratoriedjur som surrogatmodeller av mänsklig fetma. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Försöksdjur som ersättningsmodell för människor.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.och Tang-Christensen M. Laboratoriedjur som surrogatmodeller av fetma hos människor.Acta farmakologi.brott 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Beräkning av den nya Mie-konstanten och experimentell bestämning av brännstorleken.Burns 22, 607-611 (1996).
Gordon, SJ Musens termoregulatoriska system: dess konsekvenser för överföringen av biomedicinska data till människor.fysiologi.Beteende.179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Ingen isolerande effekt av fetma. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Ingen isolerande effekt av fetma.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. och Nedergaard J. Ingen isoleringseffekt av fetma. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Ожирение не имеет изолирующего эффекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Fetma har ingen isolerande effekt.Ja.J. Physiology.endokrin.ämnesomsättning.311, E202–E213 (2016).
Lee, P. et al.Temperaturanpassad brun fettvävnad modulerar insulinkänsligheten.Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ et al.Lägre kritisk temperatur och köldinducerad termogenes var omvänt relaterat till kroppsvikt och basal ämnesomsättning hos magra och överviktiga individer.J. Varmt.biologi.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Optimala hustemperaturer för möss för att efterlikna den termiska miljön hos människor: En experimentell studie. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Optimala hustemperaturer för möss för att efterlikna den termiska miljön hos människor: En experimentell studie.Fischer, AW, Cannon, B. och Nedergaard, J. Optimala hustemperaturer för möss för att efterlikna den mänskliga termiska miljön: En experimentell studie. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度：一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. och Nedergaard J. Optimal hustemperatur för möss som simulerar mänsklig termisk miljö: en experimentell studie.Moore.ämnesomsättning.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Vilken är den bästa temperaturen i huset för att översätta musexperiment till människor? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Vilken är den bästa temperaturen i huset för att översätta musexperiment till människor?Keyer J, Lee M och Speakman JR Vilken är den bästa rumstemperaturen för att överföra musexperiment till människor? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JRKeyer J, Lee M och Speakman JR Vilken är den optimala skaltemperaturen för att överföra musexperiment till människor?Moore.ämnesomsättning.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA Möss som experimentella modeller för mänsklig fysiologi: när flera grader i hustemperatur spelar roll. Seeley, RJ & MacDougald, OA Möss som experimentella modeller för mänsklig fysiologi: när flera grader i hustemperatur spelar roll. Seeley, RJ & MacDougald, OA. Seeley, RJ & MacDougald, OA Möss som experimentella modeller för mänsklig fysiologi: när några grader i en bostad gör skillnad. Seeley, RJ & MacDougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型：当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ & MacDougald, OA Мыши Seeley, RJ & MacDougald, OA как экспериментальная модель физиологии человека: когда несколько градусов температич . Seeley, RJ & MacDougald, OA möss som en experimentell modell av mänsklig fysiologi: när några grader av rumstemperatur spelar roll.Nationell metabolism.3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Svaret på frågan "Vilken är den bästa hustemperaturen för att översätta musexperiment till människor?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Svaret på frågan "Vilken är den bästa hustemperaturen för att översätta musexperiment till människor?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Svar på frågan "Vilken är den bästa rumstemperaturen för att överföra musexperiment till människor?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案“将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少 Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. och Nedergaard J. Svar på frågan "Vilken är den optimala skaltemperaturen för att överföra musexperiment till människor?"Ja: termoneutral.Moore.ämnesomsättning.26, 1-3 (2019).
Posttid: 2022-okt-28
