哺乳动物的繁殖是一个昂贵的生理过程,母体需要花费很大的能量代价。中国科学院动物研究所王德华研究组以内蒙古草原的野生布氏田鼠为研究对象,系统研究了繁殖期产热和能量代谢的特征及其机理,揭示了瘦素(leptin)在妊娠期和哺乳期的不同调控作用。
研究发现,在妊娠期和哺乳期,布氏田鼠均表现出摄食量增加和适应性产热受抑制的现象。然而,1994年发现的由脂肪组织分泌的调节体重的激素——瘦素,其在两个时期的生理功能截然不同。妊娠期瘦素水平较高,但并未抑制摄食,反而失去了“饱食信号”的作用,暗示可能发生了瘦素抵抗。而在哺乳期,血清瘦素水平较低,摄食量增加,说明瘦素可能充当了“饥饿信号”。进一步研究表明,妊娠期瘦素抵抗的形成与下丘脑瘦素长型受体(Ob-Rb)表达降低以及细胞因子信号抑制子-3(SOCS-3)表达升高有关。下丘脑抑制摄食的神经肽POMC表达下调,可能是导致妊娠布氏田鼠摄食增加的原因之一。
通过外源瘦素处理实验证实,哺乳期低水平的瘦素可增加下丘脑促摄食神经肽NPY和AgRP的表达,降低POMC表达,从而促进摄食并抑制产热。值得注意的是,当动物受到低温刺激时,无论妊娠期还是哺乳期,血清瘦素浓度无明显变化,但能量摄入和褐色脂肪组织线粒体内膜上的解偶联蛋白-1(UCP1)表达显著增加,表明布氏田鼠能通过提高产热能力和增加摄食来应对寒冷与繁殖的双重压力。此外,去甲肾上腺素、皮质酮等冷应激激素可能也参与调节摄食和产热,并与瘦素存在互作。
相关研究成果发表在《实验生物学杂志》(Journal of Experimental Biology, 2007, 210: 512-521)、《比较生物化学与生理学C》(Comparative Biochemistry and Physiology C, 2008, 148: 390–400)和《神经内分泌学杂志》(Journal of Neuroendocrinology, 2008, 20: 1038-1044)等刊物上。(来源:中国科学院动物研究所)