上海雙博揭示節(jié)律活動(dòng)調(diào)控機(jī)制

文中描述了控制果蠅日常節(jié)律性作息行為的一個(gè)大腦回路。新研究還發(fā)現(xiàn)，人類大腦蛋白CRF的果蠅版本是這一回路中的一個(gè)重要協(xié)調(diào)分子。

果蠅中的CRF叫做DH44為休息/活動(dòng)周期循環(huán)所必需，由果蠅大腦中接收來自時(shí)鐘細(xì)胞輸入信號(hào)的細(xì)胞所產(chǎn)生。哺乳動(dòng)物節(jié)律性地分泌CRF，其促進(jìn)了諸如*一類的糖皮質(zhì)激素表達(dá)，與壓力和焦慮相關(guān)。

果蠅一類的動(dòng)物模型幫助*了當(dāng)前有關(guān)大腦運(yùn)作機(jī)制的一些空白。包括簡單動(dòng)物模型研究在內(nèi)的國立衛(wèi)生研究院項(xiàng)目：推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計(jì)劃（Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies，BRAIN），預(yù)期將提供有關(guān)大腦功能更詳細(xì)的一些見解。

盡管對(duì)于生物鐘的細(xì)胞核分子組件已了解不少，卻尚未確定時(shí)鐘細(xì)胞與外顯行為，例如休息/活動(dòng)行為之間的。

研究人員說：“這一研究實(shí)質(zhì)上是一個(gè)繪制回路圖實(shí)驗(yàn)。像人類一樣，果蠅在白天活躍——行走、飛行、喂食和交配，晚上大部分的時(shí)間用于睡覺。”

研究人員說：“我們對(duì)果蠅大腦中的晝夜節(jié)律相關(guān)神經(jīng)元進(jìn)行了篩查，發(fā)現(xiàn)腦間部（相當(dāng)于哺乳動(dòng)物的下丘腦）的一些細(xì)胞包含了負(fù)責(zé)果蠅休息/活動(dòng)節(jié)律的這一晝夜節(jié)律輸出信號(hào)通路的一個(gè)重要組件。”哺乳動(dòng)物下丘腦是一個(gè)負(fù)責(zé)調(diào)控睡眠、晝夜節(jié)律、攝食和代謝的神經(jīng)內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)。

Penn研究小組對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了隨機(jī)尋靶，用轉(zhuǎn)基因激活神經(jīng)元放電，看看哪些細(xì)胞在休息/活動(dòng)行為中起重要作用。他們發(fā)現(xiàn)腦間部(PI)中的一些細(xì)胞對(duì)于節(jié)律行為至關(guān)重要。這些PI細(xì)胞通過由至少兩個(gè)突觸構(gòu)成的一個(gè)回路與時(shí)鐘細(xì)胞相連。

對(duì)腦間部細(xì)胞進(jìn)行分子分析，鑒別出果蠅DH44是PI神經(jīng)元特異表達(dá)的一種節(jié)律分子，是果蠅中正常休息/活動(dòng)節(jié)律的必要條件。當(dāng)科學(xué)家們選擇性的激活或除去6個(gè)DH44陽性PI 神經(jīng)元時(shí)，果蠅的活動(dòng)周期變得不規(guī)律。換句話說，果蠅不再限制于夜晚睡覺，白天活動(dòng)，轉(zhuǎn)而顯示出隨機(jī)分配這些行為。

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