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CQ9电子官网: Neuron:精准定位!确定使人体生物钟正常运转的细胞

编辑:CQ9电子平台 来源:CQ9电子平台 创发布时间:2021-05-18阅读56451次
  本文摘要:

该研究第一作者、UTSW研究所的研究员Yongli Shan博士解释说:“纵然VIP神经元不再有一个正常的时钟SCN的其余部门也体现出基底细同的行为四周的细胞能向VIP神经元发出信号使其与SCN的其他部门保持同步。

该研究第一作者、UTSW研究所的研究员Yongli Shan博士解释说:“纵然VIP神经元不再有一个正常的时钟SCN的其余部门也体现出基底细同的行为四周的细胞能向VIP神经元发出信号使其与SCN的其他部门保持同步。”

北京时间8月8日揭晓在《Neuron(神经元)》上的一项新研究中来自美国德克萨斯大学西南医学中心(UTSW)的研究团队开发了 一种生物发光的昼夜节律基因工程小鼠和相关成像系统可以使小鼠细胞的生物钟颠簸可视化。这让我们对哪些脑细胞在维持人体生物钟中的重要作用有了新的认识。

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该团队表现这种方法也可以广泛用于解答有关全身细胞日常节律的问题。

该研究通讯作者、UTSW神经科学系主任、霍华德休斯医学院(HHMI)研究员Joseph Takahashi说:“ 这是推进昼夜节律研究的一个很是重要的技术资源你可以将这些小鼠用于许多差别的研究。

众所周知人类和小鼠险些每个细胞都有一个内部的生物钟以约莫24小时的周期颠簸。

这些细胞不仅资助提醒饥饿和睡眠周期而且还资助指示免疫和新陈代谢等生物功效。生物钟缺陷与癌症、糖尿病、阿尔茨海默症以及睡眠障碍等疾病有关。

已知大脑中位于视交织上方被称为昼夜节律起搏器的视交织上核(SCN)未来自眼睛有关情况亮与暗周期的信息与人体的主时钟整合在一起。反过来SCN有助于使体内其余细胞保持同步。

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Takahashi说:“ 使SCN成为一种很是特此外时钟是因为它既结实又小巧。它是一个很是强大的起搏器不会忘记时间但同时可以凭据季节变化、改变白昼的长度或在时区之间旅行。

Takahashi说:“举例来说如果你视察大脑切片险些每个细胞都有PER2信号因此你无法真正区分特定的PER2信号来自那边。”

为了研究SCN和身体其他部位的生物钟Takahashi的团队此前开发了一种具有PER2生物发光版本的小鼠。

PER2是一种关键的昼夜节律卵白其水平在一天中会颠簸。通过视察生物发光水平的变化研究人员可以视察到PER2在白昼是如何在动物体内循环的。但对于人类而言这种卵白质险些存在于人体的每个部位有时很难区分同一组织中混淆在一起的差别细胞类型之间昼夜节律的差异。

在这项新的研究中研究人员使用了一种新的生物发光系统来解决这个问题这种系统只在表达一种被称为Cre特定基因的细胞中才气将颜色从红色变为绿色。

随后研究人员对小鼠举行基因革新使并非天然存在于小鼠细胞中的Cre一次只泛起在一种细胞类型中。

为了测试这种方法的实用性研究团队研究了组成大脑SCN的两种类型的细胞即精氨酸加压素(AVP)血管活性肠多肽(VIP)。已往科学家们假设VIP神经元是保持SCN其余部门同步的关键。

当研究团队视察在细胞中只表达Cre的VIP神经元时PER2在VIP细胞中呈绿色发光而在其他地方呈红色。他们发现 从神经元中移除昼夜节律基因对VIP神经元或SCN其余部门的昼夜节律总体影响甚微。

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该研究第一作者、UTSW研究所的研究员Yongli Shan博士解释说:“纵然VIP神经元不再有一个正常的时钟SCN的其余部门也体现出基底细同的行为四周的细胞能向VIP神经元发出信号使其与SCN的其他部门保持同步。

他说:“在种种庞大或病变的组织中它可以让你看到哪些细胞有节律以及它们与其他细胞类型的节律有何相似或差别之处。”

当他们在AVP神经元上重复同样的实验即移除关键的时钟基因后发现不仅AVP神经元自己的节律被打乱而且整个SCN网络停止了正常的24小时节律的同步循环。

Shan说:“这向我们展示了 AVP神经元的时钟对于整个SCN网络的同步至关重要。

这是一个令人惊讶的效果而且有点违反直觉所以我们希望它能引导更多关于AVP神经元研究向前生长。”

https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(20)30529-8

图片泉源:Neuron

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