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分子技術(shù)與生理監(jiān)測(cè)共同助力動(dòng)物能量代謝研究
發(fā)布時(shí)間： 2022-12-06 點(diǎn)擊次數(shù)： 1515次隨著科學(xué)的發(fā)展和各種應(yīng)用技術(shù)普及，為了得到更加全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論支撐，科研工作中越來(lái)越多的結(jié)合使用分子技術(shù)與生理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法來(lái)映證研究結(jié)果。北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司為國(guó)內(nèi)客戶提供各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)性化的精準(zhǔn)能量代謝監(jiān)測(cè)解決方案，生理測(cè)量數(shù)據(jù)包括氧氣消耗量（VO2）、二氧化碳產(chǎn)量（VCO2）、呼吸商（RQ）、產(chǎn)熱量（EE）、熱傳導(dǎo)速率（Ct）、日代謝率DEE、最大代謝率MRmax等、呼吸水分喪失（EWL）、能量當(dāng)量、EWL/RMR(表示肺的氧氣攝取能力)、活動(dòng)指數(shù)、致死溫度LLT等重要參數(shù)。
轉(zhuǎn)錄組 + VO2/VCO2/呼吸商——饑餓對(duì)棉鈴蟲(chóng)的影響：
棉鈴蟲(chóng)是世界上主要的農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，但棉鈴蟲(chóng)如何在饑餓狀態(tài)下調(diào)節(jié)其代謝仍不清楚，為此江西農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲(chóng)學(xué)研究所利用Sable昆蟲(chóng)呼吸和能量代謝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)棉鈴蟲(chóng)的呼吸和能量代謝進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在本研究中科研人員確定了棉鈴蟲(chóng)從第三幼蟲(chóng)齡到蛹期的呼吸頻率（VCO2）變化，其中幼蟲(chóng)蛻皮和幼蟲(chóng)蛹轉(zhuǎn)變期間VCO2出現(xiàn)了短暫上升，隨后在蛹階段急劇下降，最后在羽化前呈上升趨勢(shì)。當(dāng)受到饑餓脅迫時(shí)，饑餓的幼蟲(chóng)出現(xiàn)了O2消耗率和CO2產(chǎn)生率以及呼吸商（RQ）值的顯著下降，這表明饑餓期間嚴(yán)重的代謝抑制以及隨著饑餓時(shí)間的延長(zhǎng)代謝底物的轉(zhuǎn)移。對(duì)于代謝底物分析，在饑餓的幼蟲(chóng)中觀察到甘油三酯和糖原含量明顯下降，血淋巴海藻糖含量在整個(gè)饑餓過(guò)程中顯著降低。除了生理參數(shù)和代謝產(chǎn)物，文章還結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析，表明饑餓脅迫48小時(shí)的棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)在幾個(gè)能量消耗高的過(guò)程中引起了大量的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，其中標(biāo)記的調(diào)節(jié)在糖酵解和脂肪酸代謝途徑中被檢測(cè)到。
基因表達(dá) + 呼吸商——內(nèi)分泌干擾物引起小鼠活動(dòng)和代謝異常
下丘腦和海馬體對(duì)內(nèi)分泌干擾物（EDC）暴露非常敏感，美國(guó)州立大學(xué)的研究人員結(jié)合編碼RNA & microRNAs基因表達(dá)譜和Sable動(dòng)物能量代謝監(jiān)測(cè)技術(shù)探討了早期暴露于雙酚A（BPA）和染料木素（GEN）等環(huán)境對(duì)小鼠行為模式和代謝活動(dòng)的影響。結(jié)果表明：暴露于LD BPA和GEN環(huán)境的小鼠后代表現(xiàn)出一定的社交障礙；LD BPA后代的下丘腦Avp、Esr1、Kis1和Lepr等基因表達(dá)增加；在LD BPA后代中，miR-153升高，但miR181a降低；LD BPA后代的海馬體中miR-9和miR-153的表達(dá)增加，而GEN降低了海馬體中miR-7a和miR-152的表達(dá)。相關(guān)分析顯示，miR-153和miR-181a的神經(jīng)表達(dá)與LD BPA個(gè)體的社會(huì)溝通缺陷相關(guān)。一個(gè)完整的光照周期中，低劑量（LD）雙酚A（BPA）和高劑量（UD）雙酚A環(huán)境下的雌性小鼠的RQ值上升；UD BPA環(huán)境中雄性小鼠的RQ值會(huì)增加。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)揭示了一個(gè)令人擔(dān)憂的現(xiàn)象，即在小鼠的發(fā)育過(guò)程中長(zhǎng)期暴露于BPA或GEN環(huán)境會(huì)引發(fā)長(zhǎng)期的神經(jīng)行為異常，具體表現(xiàn)為活動(dòng)異常和代謝異常。
病毒分子攻擊 + 靜息代謝率——模擬病毒感染蝙蝠宿主的代謝成本：
蝙蝠是許多人畜病菌的中間宿主，這些病毒往往會(huì)引起人和其他動(dòng)物的體溫上升等免疫反應(yīng)，卻對(duì)蝙蝠無(wú)甚影響。西班牙的研究團(tuán)隊(duì)以Poly(I：C)模擬病毒感染，用Sable動(dòng)物能量代謝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)評(píng)估攜帶病毒后是否會(huì)引起蝙蝠本身能量代謝的變化。結(jié)果表明Poly（I:C）引發(fā)的蝙蝠先天免疫反應(yīng)涉及靜息代謝率增加20%，相當(dāng)于0.28KJ/h，同時(shí)宿主體溫升高1.2℃。
作為美國(guó)SSI公司（Sable Systems International）在中國(guó)的代理和售后服務(wù)中心，易科泰生態(tài)技術(shù)公司已先后為國(guó)內(nèi)科研院校提供了二百多套動(dòng)物能量代謝儀器設(shè)備和相應(yīng)技術(shù)服務(wù)，包括：
1) 牛羊等家畜呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)
2) 飛鳥(niǎo)家禽呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)
3) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（大鼠、小鼠等）呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)
4) 兩爬類呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)
5) 昆蟲(chóng)呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)
6) 斑馬魚等魚類呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)
根據(jù)廣大科研工作者不同的資金預(yù)算、研究方向、應(yīng)用環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，北京易科泰可以提供針對(duì)性的定制化能量代謝研究觀測(cè)技術(shù)方案。
1. Jiang, T., Ma, L., Liu, X., Xiao, H., & Zhang, W. (2019). Effects of starvation on respiratory metabolism and energy metabolism in the cotton bollworm Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae). Journal of insect physiology, 103951 .
2. Butler, M. C., Long, C. N., Kinkade, J. A., Green, M. T., Martin, R. E., Marshall, B. L., ... & Rosenfeld, C. S. (2020). Endocrine disruption of gene expression and microRNA profiles in hippocampus and hypothalamus of California mice: Association of gene expression changes with behavioural outcomes. Journal of neuroendocrinology, 32(5), e12847.
3. Triana-Llanos, C., Guerrero-Chacón, A. L., Rivera-Ruíz, D., Rojas-Díaz, V., & Ni?o-Castro, A. (2019). The acute phase response elicited by a viral-like molecular pattern increases energy expenditure in Artibeus lituratus. Biologia, 74(6), 667-673.
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