Summary

מדידת תרמוגנזה של שרירי השלד בעכברים ובחולדות

Published: July 27, 2022
doi:

Summary

עכברים וחולדות מושתלים בניתוח במשדרי טמפרטורה מרוחקים ולאחר מכן מורגלים לסביבת הבדיקה ולהליך. שינויים בטמפרטורת השרירים נמדדים בתגובה לגירויים פרמקולוגיים או קונטקסטואליים בכלוב הביתי או במהלך פעילות גופנית שנקבעה (כלומר, הליכה על הליכון במהירות קבועה).

Abstract

תרמוגנזה של שרירי השלד מספקת אפיק פוטנציאלי להבנה טובה יותר של הומאוסטזיס מטבולי והמנגנונים העומדים בבסיס הוצאת האנרגיה. באופן מפתיע, מעטות הראיות הקיימות כדי לקשר את המנגנונים העצביים, המיוצלולריים והמולקולריים של תרמוגנזה ישירות לשינויים הניתנים למדידה בטמפרטורת השרירים. מאמר זה מתאר שיטה שבה משדרי טמפרטורה משמשים לאחזור מדידות ישירות של טמפרטורת שרירי השלד של עכברים וחולדות.

משדרים מרוחקים מושתלים בניתוח בתוך שריר של עכברים וחולדות, ולבעלי החיים ניתן זמן להתאושש. לאחר מכן יש להרגיל שוב ושוב עכברים וחולדות לסביבת הבדיקה ולנוהל. שינויים בטמפרטורת השרירים נמדדים בתגובה לגירויים פרמקולוגיים או קונטקסטואליים בכלוב הביתי. ניתן למדוד את טמפרטורת השרירים גם במהלך פעילות גופנית שנקבעה (כלומר, הליכה על הליכון במהירות קבועה) כדי לקחת בחשבון את השינויים בפעילות כתורמים לשינויים בטמפרטורת השרירים המושרים על ידי גירויים אלה.

שיטה זו שימשה בהצלחה להבהרת מנגנונים העומדים בבסיס השליטה התרמוגנית בשרירים ברמת המוח, מערכת העצבים הסימפתטית ושרירי השלד. מסופקות הדגמות של הצלחה זו באמצעות ריח טורף (PO; ריח חמוס) כגירוי הקשרי וזריקות של אוקסיטוצין (Oxt) כגירוי פרמקולוגי, שבו ריח טורף משרה תרמוגנזה של שרירים, ו- Oxt מדכא את טמפרטורת השריר. לפיכך, מערכי נתונים אלה מציגים את היעילות של שיטה זו באיתור שינויים מהירים בטמפרטורת השרירים.

Introduction

במסגרת המחקר המטבולי, בחינת התרמוגנזה של שרירי השלד היא אפיק חדש ומבטיח לחקר הומאוסטזיס של משקל הגוף. הספרות שפורסמה תומכת ברעיון שהתגובות התרמוגניות של אחת ממערכות האיברים הגדולות בגוף – שרירי השלד – מספקות דרך להגדלת ההוצאה האנרגטית והשפעות מטבוליות אחרות, ובכך למעשה מאזנות מחדש מערכות בתוך מחלות כמו השמנת יתר 1,2,3. אם השריר יכול להיחשב איבר תרמוגני, המחקרים חייבים להשתמש במתודולוגיה מעשית כדי לחקור שינויים תרמוגניים בתוך איבר זה. הרצון להבין את ההשפעה האנדותרמית של שרירי השלד והתועלת של מתודולוגיה זו לחקר תרמוגנזה של שרירים שאינם רועדים אינם ספציפיים למחקרים מטבוליים. דיסציפלינות הכוללות אבולוציה4, פיזיולוגיה השוואתית5 ואקופיזיולוגיה 6,7 הראו עניין רב בהבנת הדרכים שבהן תרמוגנזה של שרירים עשויה לתרום לאנדותרמיה וכיצד מנגנון זה מסתגל לסביבה. הפרוטוקול המוצג מספק את השיטות הקריטיות הדרושות כדי להתמודד עם שאלות אלה.

השיטה המסופקת יכולה לשמש בהערכת אפנון גירויים הקשריים ופרמקולוגיים של טמפרטורת השרירים, כולל הטכניקה הייחודית של מתן ריח טורף (PO) כדי לשנות את ההקשר כדי לשכפל איום טורף. דיווחים קודמים הדגימו את היכולת של PO לגרום במהירות לעלייה ניכרת בתרמוגנזה של השרירים8. יתר על כן, גירויים פרמקולוגיים יכולים גם לשנות את טמפרטורת השרירים. זה הוכח בהקשר של תרמוגנזה שרירית המושרה על ידי PO, שבה חסימה פרמקולוגית של קולטני β-אדרנרגיים היקפיים, באמצעות nadolol, עיכבה את היכולת של PO לגרום לתרמוגנזה של שרירים מבלי להשפיע באופן משמעותי על תרמוגנזה מתכווצת במהלך הליכוןהליכה 8. מתן מרכזי של אגוניסטים לקולטני מלנוקורטין בחולדות שימש גם להבחנה במנגנונים מוחיים המשנים תרמוגנזה 9,10.

להלן חקירה ראשונית של יכולתו של הנוירוהורמון אוקסיטוצין (Oxt) לשנות את התרמוגנזה של השרירים בעכברים. בדומה לאיום על טורפים, מפגשים חברתיים עם אוכלוסייה חד-מינית מעלים את טמפרטורת הגוף, תופעה המכונה היפרתרמיה חברתית11. בהתחשב ברלוונטיות של Oxt להתנהגות חברתית12, הועלתה השערה כי Oxt הוא מתווך של היפרתרמיה חברתית בעכברים. ואכן, אנטגוניסט של קולטן אוקסיטוצין מפחית היפרתרמיה חברתית בעכברים11, וגורי עכברים ללא Oxt מראים ליקויים בהיבטים התנהגותיים ופיזיולוגיים של ויסות תרמי, כולל תרמוגנזה13. בהתחשב בכך ש- Harshaw et al. (2021) לא מצאו ראיות התומכות בתרמוגנזה של רקמת שומן חום תלוית קולטן אדרנרגי β3 (BAT) עם היפרתרמיה חברתית11, הועלתה ההנחה כי היפרתרמיה חברתית עשויה להיות מונעת על ידי אינדוקציה של Oxt של תרמוגנזה של שרירים.

כדי למדוד תרמוגנזה של שרירי השלד, הפרוטוקול הבא משתמש בהשתלת משדרי IPTT-300 מתוכנתים מראש הסמוכים לשריר העניין בתוך עכבר או חולדה 8,10,14,15. משדרים אלה הם שבבים עטופים בזכוכית הנקראים באמצעות קוראי משדרים מתאימים. מעט מאוד מחקרים השתמשו בטכנולוגיה זו בתפקיד זה, אם כי מחקרים הצביעו על צורך בספציפיות שמספקת שיטה זו16,17. מחקרים קודמים הראו את האמינות של שיטה זו ומגוון דרכים שבהן ניתן להשתמש במשדרי טמפרטורה בהשוואה לשיטות בדיקת טמפרטורהאחרות 18 או בשילוב עם שיטות כירורגיות (למשל, cannulation19). עם זאת, מחקרים מסוג זה מסתמכים על מיקומים אסטרטגיים שונים כדי למדוד את טמפרטורת הגוף הכוללת 20,21,22 או רקמות מוגדרות כגון BAT23,24,25.

במקום למדוד טמפרטורה ממקומות אלה או תוך שימוש במדחומים אוזניים או רקטליים26, השיטה המתוארת כאן מספקת ספציפיות לשריר העניין. היכולת למקד אתר על ידי השתלה ישירה של משדרים הסמוכים לשרירים המעניינים יעילה יותר לבדיקת תרמוגנזה של שרירים באופן ספציפי. הוא מספק שדרה חדשה בנוסף לאלה המסופקים על ידי תרמומטריה אינפרא אדום פני השטח 27,28 או מדידות טמפרטורה עורית באמצעות thermocouple 29. יתר על כן, הנתונים המסופקים בשיטה זו מציעים מגוון אפיקי מחקר, תוך הימנעות מהצורך בציוד ותוכנות היי-טק גדולות ויקרות כגון תרמוגרפיה אינפרא אדומה30,31,32.

שיטה זו שימשה בהצלחה למדידת הטמפרטורה בקוואדריפס ובגסטרוקנמיוס, באופן חד צדדי או דו-צדדי. שיטה זו הייתה יעילה גם בשילוב עם ניתוחים סטריאוטקסיים14,15. בטווח של ~7-10 ס”מ מאיבר המשדר, קוראי משדרים ניידים (DAS-8027/DAS-7007R) משמשים לסריקה, מדידה והצגה של הטמפרטורה. מרחק זה היה קריטי ובעל ערך למחקרים קודמים 8,9,10 מכיוון שהוא ממזער גורמי עקה פוטנציאליים ומשתנים משני טמפרטורה כגון טיפול בבעלי חיים במהלך הליכי הניסוי. באמצעות טיימרים, ניתן להקליט ולאסוף את המדידות לאורך פרק זמן ללא אינטראקציה ישירה עם בעלי החיים.

כדי למזער עוד יותר את ההפרעה של עכברים במהלך הבדיקה, שיטה זו מתארת את ההרכבה והשימוש של הגבהות העשויות מצנרת PVC כדי לתת לנסיין גישה לתחתית הכלובים הביתיים במהלך הבדיקה. באמצעות ההגבהות יחד עם הקורא הדיגיטלי, ניתן לבצע מדידות טמפרטורה של איבר המשדר ללא כל אינטראקציה עם בעלי חיים לאחר מיקום הגירוי. בעלות מינימלית, ניתן להשתמש בשיטה זו בשילוב עם גירויים פרמקולוגיים והקשריים, מה שהופך אותה לנגישה למדי לחוקרים. בנוסף, ניתן להשתמש בשיטה זו עם מספר ניכר של נבדקים (~ 16 עכברים או ~ 12 חולדות) בכל פעם, ולחסוך זמן בהגדלת התפוקה הכוללת עבור כל פרויקט מחקר.

בשיטה זו מוצג מנגנון מעוצב להצגת ריחות לעכברים באמצעות כדורי תה מפלדת אל-חלד, המכונים מעתה “כדורי תה”. למרות שכדורי התה האלה אידיאליים להכלת כל חומר ריח, במחקרים אלה, מגבות ששימשו כמצעים בכלוב במשך 2-3 שבועות לחמוסים, טורף טבעי של עכברים וחולדות, ממוקמות בתוך כל כדור תה טיפולי. כל מגבת חתוכה לריבועים בגודל 5X5 ס”מ. ציטוט זה חוזר על עצמו גם עם מגבות בקרה זהות ללא ריח. הצגת ריחות אלה ללא מחסום (כלומר, כדור תה) הובילה לכך שעכברים גורסים את הסיבים בתוך הכלובים שלהם, מה שמגביר את הפעילות הגופנית. התנהגות זו לא הייתה בולטת כל כך בחולדות. כדורי תה מספקים מעטפת מאווררת למגבת, ומעניקים גישה מלאה לריח תוך שמירה על הגנה במשך כל הניסוי הניסיוני. כדורי תה אלה ניתנים לחיטוי בהתאם לפרוטוקולי השימוש בבעלי חיים, מוכנים ומוצגים ישירות לאחר הניתוח כדי להתחיל להרגיל את בעלי החיים למבנה יחד עם גירוי הבקרה. עכברים יכולים לחיות עם ההעשרה הנוספת, מה שמקטין את הבולטות של הצגת הגירוי החריף.

הרגלה לנוכחות כדור התה היא רק היבט אחד של הרגלה שהוא קריטי לשיטה זו. פרוטוקול ההרגלה המתואר מורכב גם מחשיפה חוזרת ונשנית להליך הבדיקה כדי לנרמל את סביבת הבדיקה (כלומר, כוח אדם, תחבורה ותנועה למקום הבדיקה, חשיפה לגירוי). הרגלה ממושכת זו ממזערת תגובות ניואנסיות של בעלי החיים וממקדת את המדידות במשתנים התלויים הרצויים (למשל, גירויים פרמקולוגיים או הקשריים). הערכה קודמת של פרוטוקול זה זיהתה ארבעה ניסויים כמספר ההרגלים המינימלי הדרוש לפני בדיקת טמפרטורה בכלובים ביתיים בחולדות8. אם הניסויים מופרדים על ידי תקופות ארוכות (יותר מ 2-3 שבועות), בעלי החיים חייבים להיות רגילים שוב. עבור הרגלים חוזרים ונשנים, מספיק מינימום של ניסוי אחד עד שניים. עם זאת, אם בדיקות הטמפרטורה מופרדות על ידי התקפי זמן ממושכים יותר, ייתכן שיהיה צורך לחזור על ניסויים נוספים.

במאמץ המתמשך להרגיל עכברים וחולדות להליך הבדיקה, יש לכלול תקופת התאקלמות לפני הצגת הגירוי בכל ניסוי ניסיוני. זמן התאקלמות זה הוא קריטי לאיזון מחדש של הטמפרטורה והפעילות לאחר המעבר למקום הבדיקה. מכרסמים נוטים להיות עליות טמפרטורה חדות עקב טרנסלוקציה. התאקלמות צריכה להיות מורכבת ממינימום של 1 שעות ללא אינטראקציה מהנסיין ביום הבדיקה לפני כל תוספת של סוכן פרמקולוגי או גירויים הקשריים. זה הכרחי בכל יום של בדיקה.

בבדיקות הטמפרטורה של הכלוב הביתי, לעכברים יש את הטווח החופשי של הכלוב הביתי שלהם לשוטט בתגובה לגירוי שנבדק. זה יכול לגרום לשינויים משתנים בפעילות, להשפיע על הדיוק של קריאות הטמפרטורה, ולכן, ניתוח ההשפעות התרמוגניות של המשתנה הבלתי תלוי (למשל, גירוי פרמקולוגי או הקשרי). מתוך הכרה בשינויים הפוטנציאליים בטמפרטורה עקב רמת הפעילות, נכלל להלן פרוטוקול המתאר את השימוש בטמפרטורה במהלך הליכה על הליכון. הספרות שפורסמה מתארת את השימוש המוצלח בהליך זה בחולדות, והוא משמש כיום עם עכברים 8,10,14,15. הליכה על הליכון שומרת על מהירות קבועה של פעילות עבור הנבדק. במחקר זה, הליכונים משמשים אך ורק לשליטה ברמת הפעילות, ולכן הם מוגדרים למהירות הנמוכה ביותר הזמינה על ההליכון כדי לקדם הליכה לעכברים והגדרה נמוכה דומה לחולדות.

ההליך הבא מתואר למדידת הטמפרטורה של גסטרוקנמיוס חד-צדדי בעכברים והצגת ריח טורף. העיצוב יכול לשמש בשילוב עם חומרים פרמקולוגיים והוא ניתן להעברה לחולדות ולקבוצות שרירי שלד אחרות (כלומר, quadriceps) בעכברים. עבור חולדות, משדרים יכולים להיות ממוקמים gastrocnemius דו צדדית ברקמת שומן חום. בשל מגבלות גודל ומרחק, ניתן להשתמש במשדר אחד בלבד לכל עכבר. ניתן לבצע שינויים קלים (למשל, הסרת גירויים הקשריים) כדי להעריך תגובות תרמוגניות לסוכנים פרמקולוגיים.

Protocol

ניתן ליישם שיטות אלה הן על מודלים של חולדות והן על עכברים והן בוצעו באישור מוסדי (אוניברסיטת קנט סטייט, אישור IACUC #359 ו- #340 CN 12-04). לפני יישום הפרוטוקול, יש לשכן בעלי חיים בהתאם למדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. 1. הכנת קורא המשדרים הערה: לפני השימוש, י…

Representative Results

משדרים הושתלו באופן חד-צדדי בגסטרוקנמיוס הימני של עשרה עכברים בני 4-6 חודשים, מסוג בר (WT) שגודלו מזן SF1-Cre (Tg(Nr5a1-cre)7Lowl/J, זן #012462, C57BL/6J ורקעי FVB; נקבה N = 5; זכר N = 5). לאחר ההתאוששות, העכברים הורגלו להליך בדיקת טמפרטורה בכלוב ביתי שלא כלל גירוי הקשרי (למשל, PO). מדידות טמפרטורה באמצעות שרביט משדר נרשמו ב?…

Discussion

פרוטוקול בדיקת טמפרטורה זה מספק לשדה דרך למדוד ישירות את התרמוגנזה של שרירי השלד. זה קריטי מכיוון שהמחקר מתעמק בזיהוי המנגנונים העומדים בבסיס תרמוגנזה של שרירים33. השיטה מספקת שני פרוטוקולים חסכוניים למדידת תרמוגנזה של שרירי השלד בתנאים הקשריים ופרמקולוגיים. פרוטוקול זה מדג…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכת על ידי R15 DK097644 ו- R15 DK108668. אנו מודים לד”ר צ’ייטניה ק’ גאביני ולד”ר מייגן ריץ’ על תרומות קודמות ולד”ר סטנלי דנמילר על שהבטחנו את עמידתנו בהנחיות המוסדיות לשימוש בבעלי חיים. תודה מיוחדת לד”ר טים ברטנס על מתן המחקר הבסיסי הדרוש לבניית שיטה זו והמחקרים הקשורים אליה. איורים 1A, C, D ואיור 2A נוצרו באמצעות Biorender.com.

Materials

1012M-2 Modular Enclosed Metabolic Treadmill for Mice, 2 Lanes w/ Shock Columbus Instruments
1012R-2 Modular Enclosed Metabolic Treadmill for Rats, 2 Lanes w/ Shock Columbus Instruments
1-1/4 in. Ratcheting PVC Cutter BrassCraft
1 mL Syringes Fisher Scientific BD 309659
Betadine Swabs Fisher Scientific 19-898-945
Booster Coil BioMedic Data Systems Transponder Accessory
Electric Clippers Andis 40 Ultraedge Clipper Blade
Flexible Mirror Sheets Amazon Self Adhesive Non Glass Mirror Tiles
Forceps Fisher Scientific 89259-940
Heating Pad
Induction Chamber (isoflurane) Kent Scientific VetFlo-0730 3.0 L Low Cost Chambers for Traditional Vaporizers
Ketoprophen Med-Vet Intl. RXKETO-50
Magnetic Strips Amazon
Magnets Amazon DIYMAG Magnetic Hooks 40lbs
Needles Med-Vet Intl. 26400
Neomycin/Polymixin/Bacitracin with Hydrocortisone Ophthalmic Ointment, 3.5 g Med-Vet Intl. RXNPB-HC
Oasis Absorbable Suture Med-Vet Intl. MV-H821-V
Predator (Ferret) Odor Towels Marshall BioResources
PVC pipe
Reflex Wound Clip Remover CellPoint Scientific
Reflex Wound Clip, 7 mm (mouse) CellPoint Scientific
Reflex Wound Clip, 9 mm (rat) CellPoint Scientific
Srerile Autoclip, 7 mm (mouse) CellPoint Scientific Wound Clip Applier (mouse)
Stainless Strainers Interval Seasonings Tea Infuser Amazon
Sterile Autoclip, 9 mm (rat) CellPoint Scientific Wound Clip Applier (rat)
Sterile Saline Med-Vet Intl. RX0.9NACL-10
Surgical Scissors Fisher Scientific 08-951-5
Surgical Sheets
Towels (Control/Habituation) Amazon 100% Cotton Towels, white
Transponders BioMedic Data Systems Model: IPTT-300
Transponders Reader BioMedic Data Systems Model: DAS-8027-IUS/ DAS-7007R
Versaclean Fisher Scientific 18-200-700 liquid detergent
Webcol Alcohol Preps Covidien 22-246-073 
Wedge pieces for PVC pipe

References

  1. Periasamy, M., Herrera, J. L., Reis, F. C. G. Skeletal muscle thermogenesis and its role in whole body energy metabolism. Diabetes Metabolism Journal. 41 (5), 327-336 (2017).
  2. Rowland, L. A., Bal, N. C., Periasamy, M. The role of skeletal-muscle-based thermogenic mechanisms in vertebrate endothermy. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 90 (4), 1279-1297 (2015).
  3. Maurya, S. K., et al. Sarcolipin is a key determinant of the basal metabolic rate, and its overexpression enhances energy expenditure and resistance against diet-induced obesity. Journal of Biological Chemistry. 290 (17), 10840-10849 (2015).
  4. Grigg, G., et al. Whole-body endothermy: Ancient, homologous and widespread among the ancestors of mammals, birds and crocodylians. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 97 (2), 766-801 (2022).
  5. Franck, J. P. C., Slight-Simcoe, E., Wegner, N. C. Endothermy in the smalleye opah (Lampris incognitus): A potential role for the uncoupling protein sarcolipin. Comparative Biochemistry and Physiology – Part A: Molecular & Integrative Physiology. 233, 48-52 (2019).
  6. Nowack, J., et al. Muscle nonshivering thermogenesis in a feral mammal. Scientific Reports. 9, 6378 (2019).
  7. Oliver, S. R., Anderson, K. J., Hunstiger, M. M., Andrews, M. T. Turning down the heat: Down-regulation of sarcolipin in a hibernating mammal. Neuroscience Letters. 696, 13-19 (2019).
  8. Gorrell, E., et al. Skeletal muscle thermogenesis induction by exposure to predator odor. The Journal of Experimental Biology. 223, (2020).
  9. Gavini, C. K., et al. Leanness and heightened nonresting energy expenditure: Role of skeletal muscle activity thermogenesis. The American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism. 306 (6), 635-647 (2014).
  10. Almundarij, T. I., Gavini, C. K., Novak, C. M. Suppressed sympathetic outflow to skeletal muscle, muscle thermogenesis, and activity energy expenditure with calorie restriction. Physiological Reports. 5 (4), 13171 (2017).
  11. Harshaw, C., Lanzkowsky, J., Tran, A. D., Bradley, A. R., Jaime, M. Oxytocin and ‘social hyperthermia’: Interaction with beta3-adrenergic receptor-mediated thermogenesis and significance for the expression of social behavior in male and female mice. Hormones and Behavior. 131, 104981 (2021).
  12. Caldwell, H. K. Oxytocin and vasopressin: Powerful regulators of social behavior. The Neuroscientist. 23 (5), 517-528 (2017).
  13. Harshaw, C., Leffel, J. K., Alberts, J. R. Oxytocin and the warm outer glow: Thermoregulatory deficits cause huddling abnormalities in oxytocin-deficient mouse pups. Hormones and Behavior. 98, 145-158 (2018).
  14. Gavini, C. K., Britton, S. L., Koch, L. G., Novak, C. M. Inherently lean rats have enhanced activity and skeletal muscle response to central melanocortin receptors. Obesity. 26 (5), 885-894 (2018).
  15. Gavini, C. K., Jones, W. C., Novak, C. M. Ventromedial hypothalamic melanocortin receptor activation: regulation of activity energy expenditure and skeletal muscle thermogenesis. The Journal of Physiology. 594 (18), 5285-5301 (2016).
  16. Zaretsky, D. V., Romanovsky, A. A., Zaretskaia, M. V., Molkov, Y. I. Tissue oxidative metabolism can increase the difference between local temperature and arterial blood temperature by up to 1.3(o)C: Implications for brain, brown adipose tissue, and muscle physiology. Temperature. 5 (1), 22-35 (2018).
  17. Yoo, Y., et al. Exercise activates compensatory thermoregulatory reaction in rats: A modeling study. Journal of Applied Physiology. 119 (12), 1400-1410 (2015).
  18. Langer, F., Fietz, J. Ways to measure body temperature in the field. Journal of Thermal Biology. 42, 46-51 (2014).
  19. Pence, S., et al. Central apolipoprotein A-IV stimulates thermogenesis in brown adipose tissue. International Journal of Molecular Sciences. 22 (3), 1221 (2021).
  20. Li, D., et al. Homeostatic disturbance of thermoregulatory functions in rats with chronic fatigue. Journal of Neuroscience Research. 165, 45-50 (2021).
  21. Carlier, J., et al. Pharmacodynamic effects, pharmacokinetics, and metabolism of the synthetic cannabinoid AM-2201 in male rats. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 367 (3), 543-550 (2018).
  22. Pato, A. M., Romero, D. M., Sosa Holt, C. S., Nemirovsky, S. I., Wolansky, M. J. Use of subcutaneous transponders to monitor body temperature in laboratory rats. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 114, 107145 (2022).
  23. Almeida, D. L., et al. Lean in one way, in obesity another: Effects of moderate exercise in brown adipose tissue of early overfed male Wistar rats. International Journal of Obesity. 46 (1), 137-143 (2022).
  24. Brito, M. N., Brito, N. A., Baro, D. J., Song, C. K., Bartness, T. J. Differential activation of the sympathetic innervation of adipose tissues by melanocortin receptor stimulation. Endocrinology. 148 (11), 5339-5347 (2007).
  25. Vaughan, C. H., Shrestha, Y. B., Bartness, T. J. Characterization of a novel melanocortin receptor-containing node in the SNS outflow circuitry to brown adipose tissue involved in thermogenesis. Brain Research. 1411, 17-27 (2011).
  26. Kort, W. J., Hekking-Weijma, J. M., TenKate, M. T., Sorm, V., VanStrik, R. A microchip implant system as a method to determine body temperature of terminally ill rats and mice. Laboratory Animals. 32 (3), 260-269 (1998).
  27. Mei, J., et al. Body temperature measurement in mice during acute illness: Implantable temperature transponder versus surface infrared thermometry. Scientific Reports. 8, 3526 (2018).
  28. Warn, P. A., et al. Infrared body temperature measurement of mice as an early predictor of death in experimental fungal infections. Laboratory Animals. 37 (2), 126-131 (2003).
  29. Hargreaves, K., Dubner, R., Brown, F., Flores, C., Joris, J. A new and sensitive method for measuring thermal nociception in cutaneous hyperalgesia. Pain. 32 (1), 77-88 (1988).
  30. Fiebig, K., Jourdan, T., Kock, M. H., Merle, R., Thone-Reineke, C. Evaluation of infrared thermography for temperature measurement in adult male NMRI nude mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 57 (6), 715-724 (2018).
  31. Franco, N. H., Geros, A., Oliveira, L., Olsson, I. A. S., Aguiar, P. ThermoLabAnimal – A high-throughput analysis software for non-invasive thermal assessment of laboratory mice. Physiology & Behavior. 207, 113-121 (2019).
  32. Koganti, S. R., et al. Disruption of KATP channel expression in skeletal muscle by targeted oligonucleotide delivery promotes activity-linked thermogenesis. Molecular Therapy. 23 (4), 707-716 (2015).
  33. Bal, N. C., Periasamy, M. Uncoupling of sarcoendoplasmic reticulum calcium ATPase pump activity by sarcolipin as the basis for muscle non-shivering thermogenesis. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 375 (1793), 20190135 (2020).
  34. Hicks, C., et al. Body temperature and cardiac changes induced by peripherally administered oxytocin, vasopressin and the non-peptide oxytocin receptor agonist WAY 267,464: a biotelemetry study in rats. British Journal of Pharmacology. 171 (11), 2868-2887 (2014).
  35. Kasahara, Y., et al. Oxytocin receptor in the hypothalamus is sufficient to rescue normal thermoregulatory function in male oxytocin receptor knockout mice. Endocrinology. 154 (11), 4305-4315 (2013).
  36. Kasahara, Y., et al. Role of the oxytocin receptor expressed in the rostral medullary raphe in thermoregulation during cold conditions. Frontiers in Endocrinology. 6, 180 (2015).
  37. Yuan, J., Zhang, R., Wu, R., Gu, Y., Lu, Y. The effects of oxytocin to rectify metabolic dysfunction in obese mice are associated with increased thermogenesis. Molecular and Cellular Endocrinology. 514, 110903 (2020).
  38. Scholl, J. L., Afzal, A., Fox, L. C., Watt, M. J., Forster, G. L. Sex differences in anxiety-like behaviors in rats. Physiology & Behavior. 211, 112670 (2019).

Play Video

Cite This Article
Watts, C. A., Haupt, A., Smith, J., Welch, E., Malik, A., Giacomino, R., Walter, D., Mavundza, N., Shemery, A., Caldwell, H. K., Novak, C. M. Measuring Skeletal Muscle Thermogenesis in Mice and Rats. J. Vis. Exp. (185), e64264, doi:10.3791/64264 (2022).

View Video