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日蛰眠是动物在面临不适宜生存环境如低温、食物短缺和干旱等所采取的一种有效的能量节约方式。动物在蛰眠期间活动停止,代谢率一般下降到基础代谢率的5-30%,体温下降至略高于环境温度的水平。小毛足鼠(Phodopus roborovskii7)在我国主要分布在新疆、内蒙古、甘肃、青海等地,在每年的各个时期经常面临能量短缺现象。前期研究发现,小毛足鼠在长光照和23℃条件下,禁食可诱导其出现浅蛰眠现象,在蛰眠过程中代谢和体温均降低,代谢底物的氧化也被抑制。但代谢底物减少与诱导蛰眠的生理机制之间的关系还不清楚。2-脱氧-D-葡萄糖(2-Deoxy-D-glucose,2DG)是葡萄糖类似物,可抑制糖酵解过程,巯基乙酸盐(mercaptoacetate,MA)可扰乱脂肪酸代谢。本研究分别在23℃和5℃环境下用不同浓度的代谢抑制剂2DG和MA处理小毛足鼠,以检验代谢底物在蛰眠启动中的作用。通过禁食诱导小毛足鼠蛰眠,比较禁食诱导的蛰眠与抑制剂诱导蛰眠的差异。并通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)代谢组学方法分析小毛足鼠昼夜相的代谢底物。获得的主要结果和结论如下:1.肌肉代谢组学的结果表明,动物在白天休息相的糖酵解中间重要产物(葡萄糖、2-磷酸甘油酸、3-磷酸甘油酸和丙酮酸)和三羧酸循环中间重要产物(柠檬酸、富马酸和苹果酸)的相对丰富度均高于夜间活动相。在肝脏和脑组织中检测到其他中间重要代谢产物(果糖、琥珀酸等)相对丰富度也是白天高于夜间。2.在23 ℃、长光照和食物充足的条件下,2DG可诱导小毛足鼠产生低体温现象。高剂量的2DG可使代谢率降低至静止代谢率的66.6%,体温下降到29.5℃,表明进入蛰眠状态。期间呼吸商从0.98 ±0.03降至0.59 ±0.02,说明小毛足鼠在蛰眠过程中主要代谢底物是脂肪酸。MA处理则不能诱导蛰眠。3.在5℃条件下,注射高剂量的2DG,可使小毛足鼠最低体温达到29.1℃,最低代谢下降至静止代谢率的73%,说明低温条件下2DG也可以诱导小毛足鼠进入蛰眠状态。但5℃条件下禁食并不能诱导小毛足鼠进入蛰眠。在5℃和23℃条件下,注射同一剂量,发现体温没有差异,但5℃下动物为维持体温而增加代谢率至23℃时的2倍,结果暗示在2DG诱导蜇眠发生的过程中,体温调定点降低。4.在23℃和长光照条件下,小毛足鼠禁食24h,最低体温为30.1℃,代谢率是静止代谢率的75%,表明小毛足鼠进入蛰眠状态。将禁食诱导的蛰眠与抑制剂诱导的蛰眠进行比较,发现抑制剂诱导的蛰眠具有更低的体温、较高的代谢水平和较短的异温时间等特点(相似的最低体温、代谢率和体温下降幅度、相似的异温持续时间)。总之,小毛足鼠在白天的代谢底物以葡萄糖为主,而夜间则以脂肪代谢为主。葡萄糖剥夺可以诱导小毛足鼠进入蛰眠状态,在蛰眠过程中呼吸商显著降低,暗示代谢底物由葡萄糖向脂肪酸转化。将5℃和23℃条件下2DG诱导的蛰眠进行比较,发现在5℃条件下小毛足鼠为了维持体温降低了体温调定点。