作為恒溫動(dòng)物，具有比變溫動(dòng)物更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，這得益于恒溫動(dòng)物機(jī)體內(nèi)有一套精確且穩(wěn)定的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這套溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)維系著整個(gè)生命系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，包括維持細(xì)胞和蛋白酶的正常功能，保證心血管、肝腎、神經(jīng)系統(tǒng)、消化和循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
核心體溫，即機(jī)體深部的平均溫度，是表征動(dòng)物體溫變化的核心參數(shù)，是研究動(dòng)物體溫調(diào)節(jié)機(jī)制、體溫-行為交互、冷熱防御過程、體溫-睡眠/意識(shí)狀態(tài)等的常用指標(biāo)。此外活動(dòng)度和心率也是用于表征動(dòng)物活動(dòng)狀態(tài)、生理狀態(tài)的重要參數(shù)。
如何在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上長時(shí)間連續(xù)、安全、精確的監(jiān)測(cè)動(dòng)物的核心體溫，一直是困擾研究人員的問題。而傳統(tǒng)肛溫探頭因無法在動(dòng)物清醒活動(dòng)的狀態(tài)下測(cè)量，且無法長期監(jiān)測(cè)，其應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)局限，并不能滿足小動(dòng)物長期穩(wěn)定的體溫監(jiān)測(cè)的需求。
目前，科研人員都偏好使用生理信號(hào)遙測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物的核心體溫、活動(dòng)度和心率等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，該方法具有微創(chuàng)、安全、精確、長時(shí)間連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于：體溫調(diào)控機(jī)制研究、冷熱核團(tuán)對(duì)體溫和其他生理功能的調(diào)節(jié)影響、藥物研究、能量代謝研究等。
產(chǎn)品簡介：
E-Mitter遙測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)不需要電池的植入式生理信號(hào)遙測(cè)系統(tǒng)，由Phillips Respironics公司開發(fā)，問世四十多年以來，被世界眾多科研學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)使用。2013年被STARR公司收購后持續(xù)優(yōu)化和運(yùn)營至今。該產(chǎn)品目前已有數(shù)千篇SCI文獻(xiàn)的發(fā)表，在具有眾多的用戶基礎(chǔ)，為體溫調(diào)節(jié)和代謝相關(guān)研究的體溫監(jiān)測(cè)提供了優(yōu)質(zhì)的解決方案。
E-Mitter遙測(cè)系統(tǒng)可用于應(yīng)用大鼠和小鼠等動(dòng)物身上，檢測(cè)的參數(shù)包括：核心體溫、活動(dòng)度、心率等，具有多種規(guī)格的植入子可以選擇。植入子采用無線電場(chǎng)供電，無內(nèi)置電池，可反復(fù)消毒長期使用，極大提高了植入子的工作壽命和連接采樣時(shí)間，且縮小了植入子的體積，使其可以更好的用于大小鼠等動(dòng)物的長期監(jiān)測(cè)上。
產(chǎn)品組成和使用：
（一）E-Mitter植入子
植入子是植入在動(dòng)物體內(nèi)的微型設(shè)備，它集成了傳感器、放大器、數(shù)字轉(zhuǎn)換、無線發(fā)射的功能，并解決了生物體的抗排異反應(yīng)?？捎糜谛∈蠛痛笫?。
（二）Receiver接收器
接收器可以無線接收植入子傳輸?shù)男盘?hào)，并為植入子提供能量，可以多通道串聯(lián)使用實(shí)現(xiàn)同時(shí)采集多只動(dòng)物的生理參數(shù)。
（三）VitalView采集分析軟件
采集分析軟件可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序，同步顯示32通道的采集參數(shù)，可以調(diào)節(jié)采樣頻率，并且具有數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能。
使用時(shí)，植入子通過手術(shù)植入動(dòng)物的腹腔，如果是帶的植入子，則將兩個(gè)電極線分別縫合于心臟二導(dǎo)聯(lián)心電的相當(dāng)位置皮下。植入后待動(dòng)物恢復(fù)一周左右，將動(dòng)物放置于接收器上，即可在軟件上實(shí)時(shí)顯示和記錄下動(dòng)物的核心體溫、活動(dòng)度和心率等參數(shù)。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
- 無線遙測(cè)：保證動(dòng)物在籠內(nèi)自由活動(dòng)，不需要麻醉或束縛，這樣測(cè)量到的生理信號(hào)更能反映自然狀態(tài)下的動(dòng)物生理狀況，符合GLP實(shí)驗(yàn)室要求；
- 測(cè)量參數(shù)：體溫，活動(dòng)量和心率等；
- 適用多種動(dòng)物：小鼠、大鼠、兔、貓、狗、猴、魚、鳥等；
- 植入子使用無線充電：無需使用電池，極大提高了植入子的使用壽命和可重復(fù)性；
- 多通道同時(shí)采集：一個(gè)軟件支持32通道同步數(shù)據(jù)采集，可同時(shí)對(duì)多只動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)效率；
- 觸屏式設(shè)計(jì)：接收器使用觸屏式設(shè)計(jì)，可以直接在接收器上設(shè)置參數(shù)，無需在軟件中逐一設(shè)置，使用簡單便捷
應(yīng)用案例：
（一）案例1：機(jī)體新型分泌素的功能及其系統(tǒng)影響的研究
2023年2月清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院Aijun Long、Yang Liu等人在Cell Reserarch上發(fā)表了一篇“Famsin, a novel gut-secreted hormone, contributes to metabolic adaptations to fasting via binding to its receptor OLFR796”（Famsin是一種新型腸道分泌激素，它通過與其受體 OLFR796 結(jié)合促進(jìn)對(duì)禁食的代謝適應(yīng)）的文章。
作者研究了一種名為Famsin的新型腸道分泌激素，通過結(jié)合OLFR796受體參與腸道和其他器官之間的能量代謝適應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)amsin通過Gm11437在空腹?fàn)顟B(tài)下促進(jìn)肝臟糖酵解和脂質(zhì)氧化，增強(qiáng)小鼠適應(yīng)空腹能力。OLFR796受體在Famsin誘導(dǎo)的鈣離子動(dòng)員和G6PC基因表達(dá)中起關(guān)鍵作用，能夠介導(dǎo)Famsin誘導(dǎo)的代謝適應(yīng)性。
研究人員使用Starr公司的E-MITTER遙測(cè)系統(tǒng)，將G2植入子植入小鼠腹內(nèi)，恢復(fù)5天后，對(duì)小鼠核心體溫和粗大活動(dòng)的無線采集，用于評(píng)估Famsin對(duì)動(dòng)物行為活動(dòng)和代謝的影響。
（二）案例2:體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的研究
2022年12月上海工業(yè)大學(xué)上海高級(jí)免疫化學(xué)研究所生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院Qian Zhou等在Neuron上發(fā)表了一篇“Hypothalamic warm-sensitive neurons require TRPC4 channel for detecting internal warmth and regulating body temperature in mice”（小鼠下丘腦溫敏神經(jīng)元需要 TRPC4 通道來檢測(cè)體內(nèi)溫度并調(diào)節(jié)體溫）。
作者主要研究了小鼠下丘腦的溫敏神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)TRPC4通道對(duì)于檢測(cè)內(nèi)部溫度和調(diào)節(jié)體溫至關(guān)重要。揭示了TRPC4通道在調(diào)節(jié)體溫和熱防御反應(yīng)中的重要作用，為研究熱平衡和體溫管理提供了新的思路和靶點(diǎn)。
研究者使用Starr公司的遙測(cè)系統(tǒng)，采集動(dòng)物的核心體溫和活動(dòng)度，研究了視前區(qū)（POA）加熱對(duì)動(dòng)物身體活動(dòng)和核心體溫調(diào)節(jié)的影響。
（三）案例3:發(fā)熱等體溫異常疾病的藥物研究
2020年8月Merelym K Oliveira等在Life sciences上發(fā)表了一篇相關(guān)文章：Simvastatin attenuated sickness behavior and fever in a murine model of endotoxemia（減輕內(nèi)毒素血癥小鼠模型的疾病行為和發(fā)燒）。作者研究了對(duì)內(nèi)毒素血癥小鼠的疾病行為和體溫的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以減輕內(nèi)毒素血癥引起的疾病行為和體溫升高，并且這種作用與外周炎癥信號(hào)的改變有關(guān)。研究中，作者使用Starr公司的E-Mitter遙測(cè)系統(tǒng)測(cè)量動(dòng)物的核心體溫，用于評(píng)估不同藥物對(duì)動(dòng)物核心體溫調(diào)節(jié)的影響。
更多使用文獻(xiàn)：
1.Long, Aijun, et al. "Famsin, a novel gut-secreted hormone, contributes to metabolic adaptations to fasting via binding to its receptor OLFR796." Cell Research 33.4 (2023): 273-287.
2.Douglass, John D., et al. "Obesity-associated microglial inflammatory activation paradoxically improves glucose tolerance." Cell Metabolism 35.9 (2023): 1613-1629.
3.Nagarajan, Aravindh, et al. "Using the collaborative cross to identify the role of host genetics in defining the murine gut microbiome." Microbiome 11.1 (2023): 149.
4.Yang, Wen Z., et al. "A parabrachial-hypothalamic parallel circuit governs cold defense in mice." Nature Communications 14.1 (2023): 4924.
5.Birnie, Matthew T., et al. "Circadian regulation of hippocampal function is disrupted with corticosteroid treatment." Proceedings of the National Academy of Sciences 120.15 (2023): e2211996120.
6.Zhou, Qian, et al. "Hypothalamic warm-sensitive neurons require TRPC4 channel for detecting internal warmth and regulating body temperature in mice." Neuron 111.3 (2023): 387-404.
7.Hayes, Alastair J., et al. "Kynurenine monooxygenase regulates inflammation during critical illness and recovery in experimental acute pancreatitis." Cell Reports 42.8 (2023).
8.?kop, Vojtěch, et al. "The metabolic cost of physical activity in mice using a physiology-based model of energy expenditure." Molecular Metabolism 71 (2023): 101699.
9.Reimúndez, Alfonso, et al. "The cold‐sensing ion channel TRPM8 regulates central and peripheral clockwork and the circadian oscillations of body temperature." Acta Physiologica 237.3 (2023): e13896.
10.Rubio, William B., et al. "Not so fast: Paradoxically increased variability in the glucose tolerance test due to food withdrawal in continuous glucose-monitored mice." Molecular Metabolism 77 (2023): 101795.
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