Background A low-protein diet increases the expression and circulating concentration of FGF21. FGF21 stimulates the browning process of WAT by enhancing the expression of UCP1 coupled with an increase in PGC1α. Interestingly, the consumption of a low-protein diet could stimulate WAT differentiation into beige/brite cells by increasing FGF21 expression and Ucp1 mRNA abundance. However, whether the stimulus of a low-protein diet on WAT browning can synergistically interact with another browning stimulus, such as cold exposure, remains elusive. Results In the present study, rats were fed 6% (low), 20% (adequate), or 50% (high) dietary protein for 10 days and subsequently exposed to 4 °C for 72 h. Body weight, food intake, and energy expenditure were measured, as well as WAT browning and BAT thermogenesis markers and FGF21 circulating levels. The results showed that during cold exposure, the consumption of a high-protein diet reduced UCP1, TBX1, Cidea, Cd137, and Prdm16 in WAT when compared with the consumption of a low-protein diet. In contrast, at room temperature, a low-protein diet increased the expression of UCP1, Cidea, and Prdm16 associated with an increase in FGF21 expression and circulating levels when compared with a consumption of a high-protein diet. Consequently, the consumption of a low-protein diet increased energy expenditure. Conclusions These results indicate that in addition to the environmental temperature, WAT browning is nutritionally modulated by dietary protein, affecting whole-body energy expenditure. Graphical abstract

中文翻译：

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日粮蛋白质含量与环境温度对大鼠脂肪组织褐变标志物表达的交互作用。

背景 低蛋白饮食会增加 FGF21 的表达和循环浓度。FGF21 通过增强 UCP1 的表达和 PGC1α 的增加来刺激 WAT 的褐变过程。有趣的是，低蛋白饮食的消耗可以通过增加 FGF21 表达和 Ucp1 mRNA 丰度来刺激 WAT 分化为米色 / brite 细胞。然而，低蛋白饮食对 WAT 褐变的刺激是否可以与另一种褐变刺激（例如冷暴露）协同相互作用，仍然难以捉摸。结果在本研究中，大鼠分别饲喂 6%（低）、20%（充足）或 50%（高）膳食蛋白质 10 天，随后暴露于 4 °C 下 72 小时。测量了体重、食物摄入和能量消耗，以及 WAT 褐变和 BAT 产热标志物和 FGF21 循环水平。结果表明，在寒冷暴露期间，与食用低蛋白饮食相比，食用高蛋白饮食会降低 WAT 中的 UCP1、TBX1、Cidea、Cd137 和 Prdm16。相比之下，在室温下，与食用高蛋白饮食相比，低蛋白饮食会增加 UCP1、Cidea 和 Prdm16 的表达，这与 FGF21 表达和循环水平的增加有关。因此，低蛋白饮食的消耗增加了能量消耗。结论 这些结果表明，除了环境温度外，WAT 褐变还受到膳食蛋白质的营养调节，影响全身能量消耗。图形概要 与摄入低蛋白饮食相比，WAT 中的 Prdm16 和 Prdm16。相比之下，在室温下，与食用高蛋白饮食相比，低蛋白饮食会增加 UCP1、Cidea 和 Prdm16 的表达，这与 FGF21 表达和循环水平的增加有关。因此，低蛋白饮食的消耗增加了能量消耗。结论 这些结果表明，除了环境温度外，WAT 褐变还受到膳食蛋白质的营养调节，影响全身能量消耗。图形概要 与摄入低蛋白饮食相比，WAT 中的 Prdm16 和 Prdm16。相比之下，在室温下，与食用高蛋白饮食相比，低蛋白饮食会增加 UCP1、Cidea 和 Prdm16 的表达，这与 FGF21 表达和循环水平的增加有关。因此，低蛋白饮食的消耗增加了能量消耗。结论 这些结果表明，除了环境温度外，WAT 褐变还受到膳食蛋白质的营养调节，影响全身能量消耗。图形概要 与食用高蛋白饮食相比，Prdm16 与 FGF21 表达和循环水平的增加有关。因此，低蛋白饮食的消耗增加了能量消耗。结论 这些结果表明，除了环境温度外，WAT 褐变还受到膳食蛋白质的营养调节，影响全身能量消耗。图形概要 与食用高蛋白饮食相比，Prdm16 与 FGF21 表达和循环水平的增加有关。因此，低蛋白饮食的消耗增加了能量消耗。结论 这些结果表明，除了环境温度外，WAT 褐变还受到膳食蛋白质的营养调节，影响全身能量消耗。图形概要