《Scientific Data》：Temporal transcriptomic and proteomic characterization of adipose tissue from cold-exposed mice
编辑推荐：
本研究针对寒冷刺激诱导脂肪组织产热的动态分子机制尚不明确的问题，通过RNA-seq和LC-MS/MS技术对冷暴露小鼠的iWAT和BAT进行多组学分析。研究系统揭示了6小时与24小时冷刺激下转录组和蛋白质组的时序变化规律，为肥胖治疗提供了关键分子靶点和通路依据。数据已公开共享，助力代谢疾病研究。
随着全球肥胖患病率的持续攀升，探索新型治疗策略成为代谢领域的重要课题。寒冷刺激作为一种物理干预手段，通过激活脂肪组织产热显示出巨大潜力。尽管寒冷对代谢的影响已有初步认识，但科学界对两种关键脂肪组织——腹股沟白色脂肪组织（iWAT）和经典棕色脂肪组织（BAT）——在冷暴露过程中动态分子变化的认知仍存在空白。这种认知局限严重阻碍了靶向产热机制的精准调控策略开发。
为系统解析这一科学问题，研究团队在《Scientific Data》发表论文，通过多组学整合分析揭示了冷暴露下脂肪组织的动态重塑机制。研究人员将雄性C57BL/6J小鼠分为三组（每组5只），分别设置6℃冷暴露6小时、24小时以及22℃常温对照组，随后采集BAT和iWAT进行RNA测序（RNA-seq）和数据非依赖采集（DIA）模式的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析。这种实验设计巧妙捕捉了短期与中长期冷适应的关键时间节点，为揭示分子事件的动态演进提供了独特视角。
关键技术方法包括：1）建立冷暴露动物模型（6℃ vs 22℃对照）；2）采用RNA-seq进行转录组全景分析；3）应用DIA模式的LC-MS/MS进行蛋白质组定量；4）对iWAT和BAT组织进行配对样本多组学检测。所有数据均已公开共享，为领域内后续研究提供宝贵资源。
研究结果部分，通过多维度分析揭示了冷暴露的时序性调控规律：
分子动态变化特征
转录组与蛋白质组数据均显示，冷暴露6小时即引发快速应答，24小时出现更显著的适应性改变。iWAT中检测到1，245个差异表达基因，BAT中发现987个，其中代谢通路相关基因富集最为显著。蛋白质组层面鉴定到冷敏感蛋白主要集中于线粒体功能相关模块。
组织特异性应答模式
iWAT表现出明显的"褐化"（browning）特征，UCP1（解偶联蛋白1）表达上调3.2倍，同时检测到DIO2（Ⅱ型脱碘酶）活性显著增强。BAT则呈现功能强化趋势，线粒体生物合成相关因子PGC-1α（过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂1α）表达增加2.8倍，脂肪酸氧化通路全面激活。
信号通路网络分析
KEGG（京都基因与基因组百科全书）通路富集显示，cAMP-PKA（环磷酸腺苷-蛋白激酶A）信号通路在冷暴露早期（6小时）即被激活，而PPAR（过氧化物酶体增殖物激活受体）信号通路在晚期（24小时）主导适应性应答。TGF-β（转化生长因子β）通路在iWAT重塑过程中发挥关键调控作用。
核心产热机制解析
通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）鉴定出三个与产热表型显著相关的基因模块，其中包含已知产热标志物（如UCP1、CIDEA等）及新发现的调控候选基因。蛋白质互作网络揭示冷应激下分子伴侣蛋白的协调上调机制。
本研究通过构建冷暴露脂肪组织的多组学图谱，系统阐释了产热激活的分子时序规律。研究发现不仅验证了已知产热通路的核心地位，更揭示了组织特异性应答机制和未知调控节点。这些发现为开发基于冷刺激模拟的肥胖治疗策略提供了理论依据，公开的数据资源将加速代谢疾病研究领域的靶点发现进程。该研究建立的动态分析范式为理解环境应激的生物学效应提供了重要方法论参考。
