哺乳动物的冬眠具有低代谢率以及低水分消耗等特征,并且跟长寿、种群低灭绝率、延迟发育等有密切关系；具有冬眠能力的哺乳动物还可以为缺血再灌注、缓冲低温损害、体温和心率的迅速恢复、抗肌肉萎缩和骨质疏松的相关研究提供动物模型,因此冬眠这一特殊生理现象一直都是学者研究的热点。本论文围绕着冬眠现象并以蝙蝠这一具有众多特殊特征的哺乳动物为模型展开研究：主要对实验室条件下非冬眠季节诱导蝙蝠进入冬眠、Leptin(瘦素)与冬眠的直接关联以及冬眠前蝙蝠存储的脂肪在其不能进入冬眠时的消耗变化等问题进行了深入研究。自然条件下哺乳动物大都在冬季进入冬眠,因此对冬眠样品的采集以及生理现象的观察记录只能在冬季进行,这在时间上限制了对冬眠课题的研究。在本论文中,我们利用人工气候箱模拟野外冬眠环境,分别于春季、夏季与冬季成功的诱导了八只大蹄蝠(Hipposideros armiger)进入冬眠状态,并实时记录了蝙蝠的体温和心率变化数据。数据显示,当环境温度为9℃时,蝙蝠的体温能从正常状态的380C左右降低到10℃,心率从活跃时期的最高水平600多次每分钟降低到了最低6次每分钟。此外,我们将冬眠季节和非冬眠季节诱导的蝙蝠分为两组进行统计方差分析(one-way ANO VA),数据没有显著差异性(F1=2.850,P=0.102)。这说明了实验室条件下的冬眠诱导技术科学可靠,而且不受季节限制,从而打破了对冬眠现象研究的时间限制。此前研究Leptin通过调节能量代谢、饮食摄入以及脂肪分解等方式对哺乳动物的异温性具有重要意义,且Leptin在冬眠物种上的进化速率要明显快于在非冬眠物种上的进化速率,冬眠物种合成的Leptin对脂肪的分解效率也显著高于非冬眠物种合成的,但是Leptin对于冬眠的具体调节机制尚不清楚。基于以上研究以及下丘脑在温度以及能量代谢调控上发挥的中枢作用,我们猜测答案可能存在于Leptin在下丘脑发挥作用的调节通路上。Leptin作用于下丘脑主要是通过其在下丘脑区域表达的唯一长型功能受体OB-R1来实现的。随后我们利用RNA干扰技术将anti-OB-Rl慢病毒活体微注射到大蹄蝠的下丘脑区域,实验结束后的原位杂交结果显示慢病毒介导的anti-OB-Rl shRNA成功敲减了下丘脑区域的OB-Rl表达,对主要功能区域弓状核、腹内侧核区域和背内侧核区域的敲减效率分别高达80%、86.6%和80.4%。通过实时记录冬眠诱导条件下蝙蝠的体温和心率等数据,结果表明Leptin通路被阻断的大蹄蝠不能进入冬眠状态。这直观地证明了Leptin是蝙蝠进入冬眠的必要条件,研究认为Leptin的存在可能为哺乳动物提供了一个“脂肪已存储”的冬眠信号。哺乳动物冬眠前期会存储大量的脂肪以作为其冬眠期间的主要能量来源,从而保证冬眠动物在恶劣的寒冬季节存活下来。我们在大蹄蝠和大足鼠耳蝠(Myotis ricketti)诱导冬眠的过程中进行不定期的干扰,阻止它们进入冬眠状态。在10℃或者15℃环境条件下暴露一周之后,活跃的大蹄蝠体内的白色脂肪发生了明显的棕样化,即脂肪形态出现了棕色脂肪类似的多室多状态,UCP1和PGC-1α的表达量明显升高,最高可达对照组的750倍左右；而“慵懒”的大足鼠耳蝠体内的白色脂肪却没有明显变化。此外,与传统模型的皮下白色脂肪(sWAT)比腹腔白色脂肪(aWAT)更容易发生棕样化相反,大蹄蝠体内的aWAT却比sWAT更容易发生棕样化。这为白色脂肪棕样化的研究提供了新的模型,为治疗肥胖及肥胖相关疾病,尤其是腹腔脂肪相关疾病如脂肪肝炎、肠系膜疾病以及动脉粥样化等心血管疾病提供了更为宽广的视野。