新研究有望帮助战胜时差和睡眠障碍

过去，人们已经发现，一个被称为下丘脑视交叉上核（SCN）的大脑区域负责控制昼夜节律（即生命活动以24小时左右为周期的变动）。这些节律是由光控制的：SCN中的细胞对视网膜传递的信号做出反应。然而，这一现象的分子基础并不十分清楚。

来自得克萨斯大学西南医学中心（UTSW）的科学家领导的新研究发现，一个名为Npas4的基因（过去发现它在平衡脑细胞的兴奋性和抑制性输入方面发挥了关键作用）似乎是大脑昼夜节律钟的主“计时器”。该研究拓宽了对昼夜节律钟分子机制的理解，对管理时差、轮班工作和睡眠障碍等挑战做出了很大贡献。

该研究结果于2021年8月19日在线发表在《Neuron》 上。

为了更好地了解SCN如何设置昼夜节律，研究人员使用单核测序技术（single-nucleus sequencing）以观察小鼠暴露于光照后单个细胞中的基因活动。

UTSW神经科学教授、霍华德休斯医学研究所研究员Joseph S. Takahashi 博士及其同事发现，将三种不同的SCN神经元亚群联系在一起的共同点是，对神经元PAS结构域蛋白4（由Npas4基因产生的蛋白质）作出反应的基因的活性增加。

当研究人员将缺乏Npas4的小鼠暴露在光照下时，其抑制了数百个生物钟基因的反应。此外，动物的昼夜节律周期延长了大约一个小时，达到近25小时，而不是正常的24小时。

Takahashi博士说，这些结果表明，Npas4是许多光诱导基因的主调节器，是昼夜节律系统如何工作的一个关键部分。

Takahashi博士补充说，对昼夜节律的分子基础了解得越深入，就越有可能通过调节昼夜节律来改善人们的健康状况。例如，以其缓解时差或帮助昼夜轮班人员调整睡眠时间以适应他们的工作周期，还可能为以异常睡眠/觉醒周期为特征的疾病带来新的治疗方法。

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作者

好医生-谢晨

Reference

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Pin Xu, Stefano Berto, Ashwinikumar Kulkarni, Byeongha Jeong, Chryshanthi Joseph, Kimberly H. Cox, Michael E. Greenberg, Tae-Kyung Kim, Genevieve Konopka, Joseph S. Takahashi. NPAS4 regulates the transcriptional response of the suprachiasmatic nucleus to light and circadian behavior. Neuron, 2021; DOI: 10.1016/j.neuron.2021.07.026

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