央廣網(wǎng)上海9月19日消息（記者傅聞捷）近日，復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院黃志力課題組與日本北海道大學(xué)本間Sato、榎木亮介團(tuán)隊(duì)合作，在次晝夜生物節(jié)律發(fā)生機(jī)制上取得重要進(jìn)展。9月18日，相關(guān)研究成果以《下丘腦室旁核和室旁下核鈣信號的次晝夜生物節(jié)律》（“Ultradian Calcium Rhythms in the Paraventricular Nucleus and Subparaventricular Zone in the Hypothalamus”）為題，在線發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）。

　　本研究首次發(fā)現(xiàn)了下丘腦室旁核和室旁下核存在次晝夜生物節(jié)律，揭示了次晝夜節(jié)律的產(chǎn)生位點(diǎn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。研究結(jié)果對理解動物睡眠周期、體溫調(diào)節(jié)和激素分泌等行為或功能的次晝夜節(jié)律具有重要啟示，可能為開發(fā)生物節(jié)律異常和睡眠障礙的新療法提供新思路。

　　據(jù)了解，控制晝夜節(jié)律關(guān)鍵基因的發(fā)現(xiàn)獲得了2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。生物節(jié)律在動植物中廣泛存在，最常見的是周期為24小時的晝夜節(jié)律，人類的睡眠-覺醒周期符合典型的生物節(jié)律。然而，哺乳動物的某些行為或功能還表現(xiàn)出周期短于24小時的次晝夜節(jié)律，如人類夜間的快動眼-非快動眼睡眠循環(huán)、下丘腦內(nèi)激素分泌和體溫調(diào)節(jié)等。由于次晝夜節(jié)律和晝夜節(jié)律經(jīng)常伴隨在一起，使次晝夜節(jié)律的研究具有難度。因此，揭示次晝夜節(jié)律的發(fā)生機(jī)制是重要的科學(xué)問題。

　　為探索次晝夜節(jié)律的發(fā)生機(jī)制，研究人員在新生4-6天小鼠的腦切片上表達(dá)鈣離子指示劑GCaMP6s蛋白，該蛋白可以被激發(fā)產(chǎn)生熒光并隨細(xì)胞內(nèi)鈣離子的動態(tài)變化而發(fā)生強(qiáng)度變化，鈣信號的強(qiáng)弱反映神經(jīng)元的活動度。利用實(shí)時熒光成像技術(shù)（Time-lapse imaging）連續(xù)一周以上監(jiān)測離體腦片中神經(jīng)元鈣離子濃度的變化，發(fā)現(xiàn)在下丘腦室旁核（PVN）、室旁下核（SPZ）區(qū)域和一部分視交叉上核（SCN）區(qū)域，存在周期為0.5～4小時的次晝夜節(jié)律。這種次晝夜節(jié)律從SPZ-PVN區(qū)域產(chǎn)生，次晝夜節(jié)律信號可以反饋到晝夜節(jié)律中樞SCN（圖一）。通過藥理學(xué)手段，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)谷氨酸能系統(tǒng)參與了次晝夜節(jié)律的形成，鈉離子通道阻斷劑TTX敏感的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參與次晝夜鈣節(jié)律的同步化。

　　復(fù)旦大學(xué)博士生吳瑜珥和北海道大學(xué)榎木亮介副教授為本文的共同第一作者，復(fù)旦大學(xué)黃志力教授和北海道大學(xué)榎木亮介副教授為本文的共同通訊作者，復(fù)旦大學(xué)為第一作者單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等基金的資助。