孕期遇冷竟改變脂肪“體質”?FrontEndocrinol|短期溫度波動會給母鼠脂肪組織留下持久印記,影響代謝適應

在日常生活中,環境溫度看似只是影響我們穿著和體感的小事,卻在不知不覺中調控著身體的新陳代謝。對於哺乳動物而言,體溫平衡與能量代謝的關聯尤為緊密,而這種關聯在孕期這一特殊階段可能產生更深遠的影響。
近期,發表在Front Endocrinol上的一項研究Impact of short-term housing temperature alteration on metabolic parameters and adipose tissue in female mice就聚焦於孕期前後短期環境溫度變化對母鼠脂肪組織的長期影響,為我們揭示了溫度這一“隱形調控者”在代謝領域的重要作用。
該研究以雌性C57BL/6J小鼠為研究物件,探討了在受孕前1周及整個孕期(共4周)分別暴露於寒冷(8°C)、thermoneutral(30°C)和標準室溫(22°C)環境後,母鼠脂肪組織及代謝引數的持久變化。所有小鼠在分娩後均迴歸室溫環境,研究人員在哺乳期結束後對其進行了全面的表型評估,包括葡萄糖耐量、能量消耗、組織病理學及蛋白質組學分析。

圖 1:雌性小鼠在受孕前1周及整個孕期分別暴露於寒冷(8°C)、室溫(22°C)或thermoneutral(30°C)環境中

研究結果顯示,不同溫度處理對小鼠的產仔數和幼崽存活率未產生顯著影響,三組的平均產仔數分別為室溫組2.4只、thermoneutral組3.0只、寒冷組2.6只,且無幼崽在斷奶前死亡。這表明短期溫度波動並未干擾小鼠的基本繁殖功能。
在代謝表型方面,寒冷暴露組的母鼠表現出顯著的體重增加,這一增重主要源於瘦體重的增加而非脂肪量,同時該組小鼠的攝食量也明顯高於其他兩組。與之相對,thermoneutral組和室溫組在體重及體成分上無顯著差異。值得注意的是,儘管寒冷環境通常會刺激能量消耗,但本研究中三組小鼠在哺乳期結束後的能量expenditure(包括氧耗、二氧化碳產生及呼吸交換率)並無統計學差異,葡萄糖耐量和日常體溫也未受前期溫度暴露的顯著影響。

圖 2:短期暴露於寒冷和thermoneutral溫度會改變總體重、身體成分和食物攝入量

脂肪組織的形態學變化是該研究的核心發現之一。寒冷暴露組的腹股溝白色脂肪組織(iWAT)中脂肪細胞體積顯著減小,棕色脂肪組織(BAT)則呈現出更高的血管化程度;而thermoneutral組的BAT則出現明顯的脂質堆積。這些結構變化提示,短期寒冷暴露可能透過促進脂肪分解和血管新生重塑脂肪組織形態,而thermoneutral環境則可能抑制棕色脂肪的產熱活性並促進脂質儲存。

圖 3:間歇性將小鼠置於thermoneutral和寒冷環境中會引起脂肪組織的變化

在分子層面,研究發現寒冷暴露組的iWAT中存在38種差異表達蛋白,這些蛋白主要富集於線粒體功能、mTOR訊號通路等與能量代謝密切相關的生物學過程。儘管棕色脂肪特異性基因(如Ucp1、Cidea、Dio2等)的表達在各組間未出現顯著差異,但蛋白質組學的變化表明,早期溫度暴露可能透過表觀遺傳或翻譯後調控機制,對脂肪組織的分子特徵產生持久影響。此外,對脂肪組織產熱能力的檢測顯示,各組在NADH依賴的呼吸速率、UCP1介導的產熱效率等指標上無顯著差異,說明短期溫度暴露並未改變脂肪組織的基礎產熱潛能。

圖 4:先前暴露於寒冷環境導致腹股溝白色脂肪組織的蛋白質組發生長期變化

綜合來看,這項研究揭示了孕期前後短期溫度暴露對母鼠脂肪組織的持久影響:即使在迴歸常溫環境後,寒冷暴露仍能透過改變脂肪細胞形態、調控關鍵代謝通路相關蛋白的表達,重塑脂肪組織的結構與功能,而這種影響並不依賴於產熱基因的持續上調或能量代謝的顯著改變。這一發現強調了環境溫度作為一種關鍵的代謝調節因素,在孕期這一敏感視窗期可能透過“代謝印記”效應影響母體的長期代謝狀態。
對於人類而言,雖然我們擁有更完善的體溫調節機制,但這項研究為理解孕期環境因素與代謝健康的關聯提供了重要參考。它提示我們,關注孕期生活環境中的溫度等細微因素,或許對維護母體代謝平衡、降低孕期代謝疾病風險具有潛在的指導意義。未來,隨著對溫度調控代謝機制的深入探索,我們有望找到更多透過最佳化環境因素改善代謝健康的新策略。
參考文獻:
Paz HA, Shashank CG, Buddha L, et al. Impact of short-term housing temperature alteration on metabolic parameters and adipose tissue in female mice. Front Endocrinol (Lausanne). 2025;16:1617262. Published 2025 Jun 24. doi:10.3389/fendo.2025.1617262
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