發布日期：2018-12-27

　　近日，復旦大學基礎醫學院黃志力課題組與日本北海道大學本間Sato、木亮介團隊在《美國科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,PNAS）雜志在線發表了題為“下丘腦室旁核和室旁下核鈣信號的次晝夜生物節律”（Ultradian Calcium Rhythms in the Paraventricular Nucleus and Subparaventricular Zone in the Hypothalamus）的研究論文。該研究發現了下丘腦室旁核和室旁下核存在次晝夜生物節律，揭示了次晝夜節律的產生位點和神經網絡機制。

　　無論植物還是動物，都有其自己的生物節律，最常見的是周期為24小時的晝夜節律，人類的睡眠-覺醒周期符合典型的生物節律。然而，哺乳動物在有些行為與功能上則表現出周期短于24小時的節律，即次晝夜節律例如人類下丘腦內激素分泌和體溫調節，夜間睡眠的REM-非REM循環等等。由于次晝夜節律和晝夜節律經常伴隨在一起，使次晝夜節律的研究非常困難。因此，揭示次晝夜節律的發生機制是重要且頗具難度的科學問題。

　　為探索次晝夜節律的具體發生機制，該研究組在新生4-6天小鼠的腦切片上表達鈣離子指示劑GCaMP6s蛋白，該蛋白能夠被激發產生熒光并隨細胞內鈣離子的動態變化而發生強度變化，通過檢測鈣信號的強弱程度反映神經元的活動度。利用實時熒光成像技術（Time-lapse imaging）連續一周以上監測離體腦片中神經元鈣離子濃度的變化，發現在下丘腦室旁核（PVN）、室旁下核（SPZ）區域和一部分視交叉上核（SCN）區域，存在周期為0.5～4小時的次晝夜節律。這種次晝夜節律從SPZ-PVN區域產生，次晝夜節律信號可以反饋到晝夜節律中樞SCN。此外，該項目組還通過藥理學的手段，發現了谷氨酸能系統也參與到了次晝夜節律的形成，而鈉離子通道阻斷劑TTX敏感的神經網絡則參與次晝夜鈣節律的同步化。

　　該研究的結果對理解動物睡眠周期、體溫調節和激素分泌等行為或功能的次晝夜節律具有重要作用，可能為針對生物節律異常和睡眠障礙提供潛在的治療方法。

來源：科技部