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在生物适应寒冷环境的研究中，布氏田鼠是重要对象。为探究抱团行为（Huddling）对其棕色脂肪组织（BAT）产热的调控机制，研究人员开展相关研究。结果发现抱团行为可调节 BAT 适应性产热，冷驯化和抱团有协同作用，相关通路为 TRAF6 - PPARγ - UCP1 - SUCLG1。该研究揭示了动物适应寒冷的机制，意义重大。
在自然界中，许多小动物都面临着寒冷环境的挑战。棕色脂肪组织（Brown adipose tissue，BAT）作为小型哺乳动物非颤抖性产热（non - shivering thermogenesis，NST）的主要场所，对维持体温和能量平衡至关重要。抱团行为是小型啮齿动物在寒冷环境中节省能量、提高生存几率的一种策略。然而，此前人们并不清楚抱团行为究竟是如何影响下丘脑，进而调控 BAT 产热的。为了解开这个谜团，山东大学生命科学学院和中国科学院动物研究所的研究人员展开了深入研究。
这项研究以布氏田鼠（Lasiopodomys brandtii）为研究对象，其研究成果发表在《Cell & Bioscience》上。该研究具有重要意义，它从多个层面揭示了动物对寒冷的适应机制，有助于人们更深入地理解动物在寒冷环境中的生存策略，为相关领域的研究提供了新的思路和理论依据 。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过设置不同温度和抱团情况的实验组，对布氏田鼠进行处理。接着，收集样本，运用转录组测序技术，分析不同条件下下丘脑和 BAT 的基因表达变化。同时，结合实时定量 PCR（Real - time quantitative PCR，RT - qPCR）技术，对关键基因的表达进行验证 。
实验设计与处理
研究人员设置了 4 种处理组：冷（4 ± 1°C）且抱团（CH）、冷且分开（CS）、温暖（23 ± 1°C）且抱团（WH）、温暖且分开（WS）。选取成年雄性布氏田鼠，在不同环境下饲养 4 周。实验过程中，对田鼠的体重、食物摄入量、静息代谢率（Resting metabolic rate，RMR）、直肠温度、BAT 表面温度等生理指标进行测量。
结果显示，各组田鼠体重无显著差异，但食物摄入量受分组影响显著，寒冷会使食物摄入量增加。温度和抱团都对 RMR 有影响，且二者存在相互作用。不过，环境温度和抱团对直肠温度及 BAT 表面温度影响不显著。
差异表达基因分析
通过对不同组进行比较，研究人员确定了差异表达基因（Differentially expressed genes，DEGs）。在 hypothalamus 中，抱团导致 67 个基因上调，221 个基因下调；在 BAT 中，抱团使 15 个基因上调，25 个基因下调。同时，研究人员还分析了冷和抱团同时作用时的 DEGs 情况。结果发现，就 DEGs 数量而言，抱团对 hypothalamus 的影响比温度更显著，而温度对 BAT 的影响更明显。
富集分析
对 hypothalamus 中 DEGs 进行 KEGG 通路富集分析，发现单因素影响下，抱团使 DEGs 主要富集在核糖体和氧化磷酸化通路，温度使 DEGs 主要富集在 FoxO 信号通路。当温度和抱团同时作用时，田鼠抱团时，DEGs 主要富集在钙信号通路；田鼠分开时，DEGs 主要富集在核糖体。
对 BAT 中 DEGs 进行 KEGG 通路富集分析，结果表明，受抱团影响，DEGs 主要集中在 PPAR 信号通路、PI3K - Akt 信号通路等；受环境温度影响，DEGs 在 PPAR 信号通路、脂肪酸代谢通路等显著富集。PPAR 信号通路在各种比较中多次出现，表明其在 BAT 中具有关键作用。
加权基因共表达网络分析（Weighted gene coexpression network analysis，WGCNA）
运用 WGCNA，研究人员在 BAT 中确定了 26 个不同模块。其中，绿色模块与温暖抱团 BAT 组（WH - B）呈显著负相关，其枢纽基因富集在甲状腺激素信号通路、不饱和脂肪酸生物合成、PPAR 信号通路等与产热密切相关的通路。蓝色、棕色和宝蓝色模块与冷分开 BAT 组（CS - B）显著正相关 ，枢纽基因富集在 MAPK 信号通路、胰岛素信号通路、PPAR 信号通路等。
关键基因表达分析
研究人员选取钙信号通路中的 3 个关键基因进行 mRNA 表达分析。发现温度对这些基因的表达影响不显著，但抱团可使 CD38 基因表达显著下降。此外，研究人员还对与产热、脂肪酸代谢、NF - κB 信号通路相关的关键基因进行表达分析，发现低温可增强大多数产热基因的表达，而抱团除了对 ADRB3 有显著影响外，对其他基因影响不明显。
蛋白质相互作用网络分析
利用 Cytoscape 软件和 String 数据库对 DEGs 翻译的蛋白质进行蛋白质 - 蛋白质相互作用（Protein - Protein Interaction，PPI）分析。结果显示，在 NF - κB 信号通路、产热通路和脂肪酸代谢通路中，分别确定了关键蛋白。并且，这三条通路通过 TRAF6 - PPARγ - UCP1 - SUCLG1 相互连接，协同促进产热。
研究结论表明，冷驯化和抱团对布氏田鼠 BAT 产热功能的调节具有协同作用。寒冷环境对 BAT 中 DEGs 富集的功能通路影响更明显，而抱团对 hypothalamus 中 DEGs 的功能通路影响更突出。脂肪酸代谢在冷驯化过程中增强，激活了产热通路，同时伴随着细胞内的炎症反应。基于转录组数据预测，hypothalamus 和 BAT 通过钙信号通路 - PPAR 信号通路 - NF - κB 信号通路 / 产热 / 脂肪酸代谢促进产热，具体的产热蛋白通路为 TRAF6 - PPARγ - UCP1 - SUCLG1。
在讨论部分，研究人员指出，此前对行为与产热关系的研究较少，该研究利用转录组测序技术为布氏田鼠行为调控产热机制提供了新见解。研究发现，抱团可能通过影响 hypothalamus 间接影响产热，同时，冷暴露会引起脂质代谢变化，促进脂肪酸代谢产热。此外，虽然确定了一些与产热相关的通路和关键基因，但仍有许多问题有待进一步研究，如具体的炎症因子在产热中的作用、抱团对蛋白质合成的具体影响等。
总的来说，这项研究揭示了布氏田鼠在寒冷环境下抱团行为调控 BAT 产热的机制，为理解动物适应寒冷环境的生理过程提供了重要依据，也为后续相关研究奠定了基础，具有重要的科学价值。
