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    分子技術與生理監測共同助力動物能量代謝研究

    發布時間: 2022-12-06  點擊次數: 185次

    隨著科學的發展和各種應用技術普及,為了得到更加全面的實驗數據和理論支撐,科研工作中越來越多的結合使用分子技術與生理監測數據相結合的方法來映證研究結果。北京易科泰生態技術有限公司為國內客戶提供各種實驗動物個性化的精準能量代謝監測解決方案,生理測量數據包括氧氣消耗量(VO2)、二氧化碳產量(VCO2)、呼吸商(RQ)、產熱量(EE)、熱傳導速率(Ct)、日代謝率DEE、最大代謝率MRmax等、呼吸水分喪失(EWL)、能量當量、EWL/RMR(表示肺的氧氣攝取能力)、活動指數、致死溫度LLT等重要參數。

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    轉錄組 + VO2/VCO2/呼吸商——饑餓對棉鈴蟲的影響:

     

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    棉鈴蟲是世界上主要的農業害蟲,但棉鈴蟲如何在饑餓狀態下調節其代謝仍不清楚,為此江西農業大學昆蟲學研究所利用Sable昆蟲呼吸和能量代謝監測系統對棉鈴蟲的呼吸和能量代謝進行了詳細的研究。在本研究中科研人員確定了棉鈴蟲從第三幼蟲齡到蛹期的呼吸頻率(VCO2)變化,其中幼蟲蛻皮和幼蟲蛹轉變期間VCO2出現了短暫上升,隨后在蛹階段急劇下降,最后在羽化前呈上升趨勢。當受到饑餓脅迫時,饑餓的幼蟲出現了O2消耗率和CO2產生率以及呼吸商(RQ)值的顯著下降,這表明饑餓期間嚴重的代謝抑制以及隨著饑餓時間的延長代謝底物的轉移。對于代謝底物分析,在饑餓的幼蟲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饑餓過程中顯著降低。除了生理參數和代謝產物,文章還結合轉錄組分析,表明饑餓脅迫48小時的棉鈴蟲幼蟲在幾個能量消耗高的過程中引起了大量的轉錄調節,其中標記的調節在糖酵解和脂肪酸代謝途徑中被檢測到。

    基因表達 + 呼吸商——內分泌干擾物引起小鼠活動和代謝異常  

     

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    下丘腦和海馬體對內分泌干擾物(EDC)暴露非常敏感,美國州立大學的研究人員結合編碼RNA & microRNAs基因表達譜和Sable動物能量代謝監測技術探討了早期暴露于雙酚ABPA)和染料木素GEN)等環境對小鼠行為模式和代謝活動的影響。結果表明:暴露于LD BPAGEN環境的小鼠后代表現出一定的社交障礙;LD BPA后代的下丘腦Avp、Esr1、Kis1Lepr等基因表達增加;在LD BPA后代中,miR-153升高,但miR181a降低;LD BPA后代的海馬體中miR-9miR-153的表達增加,而GEN降低了海馬體中miR-7amiR-152的表達。相關分析顯示,miR-153miR-181a的神經表達與LD BPA個體的社會溝通缺陷相關。一個完整的光照周期中,低劑量(LD)雙酚ABPA)和高劑量(UD)雙酚A環境下的雌性小鼠的RQ值上升;UD BPA環境中雄性小鼠的RQ值會增加。這項發現揭示了一個令人擔憂的現象,即在小鼠的發育過程中長期暴露于BPAGEN環境會引發長期的神經行為異常,具體表現為活動異常和代謝異常。

    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:

     

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    蝙蝠是許多人畜病菌的中間宿主,這些病毒往往會引起人和其他動物的體溫上升等免疫反應,卻對蝙蝠無甚影響。西班牙的研究團隊以Poly(IC)模擬病毒感染,用Sable動物能量代謝監測系統評估攜帶病毒后是否會引起蝙蝠本身能量代謝的變化。結果表明PolyI:C)引發的蝙蝠先天免疫反應涉及靜息代謝率增加20%,相當于0.28KJ/h,同時宿主體溫升高1.2℃。

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    作為美國SSI公司(Sable Systems International)在中國的代理和售后服務中心,易科泰生態技術公司已先后為國內科研院校提供了二百多套動物能量代謝儀器設備和相應技術服務,包括:

    1)   牛羊等家畜呼吸代謝測量系統

    2)   飛鳥家禽呼吸代謝測量系統

    3)   實驗動物(大鼠、小鼠等)呼吸代謝測量系統

    4)   兩爬類呼吸代謝測量系統

    5)   昆蟲呼吸代謝測量系統

    6)   斑馬魚等魚類呼吸代謝測量系統

    根據廣大科研工作者不同的資金預算、研究方向、應用環境和實驗對象,北京易科泰可以提供針對性的定制化能量代謝研究觀測技術方案。

     

    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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