Neuron：哪个神经元控制生物钟节律？

　　最近，美国德克萨斯大学（UT）西南医学中心的神经科学家，确定了对决定昼夜节律至关重要的神经元。生物钟昼夜节律是一个24小时过程，控制着睡眠和清醒周期，以及其他重要的身体功能，如激素的分泌、代谢和血压。延伸阅读：美国院士Science：生物钟周期的关键因素。

　　昼夜节律是由位于大脑下丘脑的视交叉上核（SCN）产生的，但此前研究人员一直未能确定这一区域内成千上万的神经元中，到底是哪一个参与了控制身体的计时机制。

　　UT西南医学中心研究员、霍华德休斯医学研究所神经科学主席Joseph Takahashi 博士说：“我们发现，一组SCN神经元——表达一种称为神经介素S（NMS）的神经肽，对于昼夜节律控制来说，是必要和充分的。”

　　研究结果发表在三月四日的《Neuron》杂志上，可以为昼夜功能障碍有关的疾病治疗，提供重要的新靶标，涉及范围从时差和睡眠障碍，到神经问题，如阿尔茨海默氏病，以及代谢问题和精神疾病，如抑郁症。

　　在上世纪70年代进行的重点研究表明，SCN与整个身体的细胞进行沟通和协调，来控制昼夜节律，但SCN包含许多神经元，它们具有不同的神经肽和神经递质表达模式。

　　本文资深作者、分子遗传学教授Masashi Yanagisawa说：“这些神经元中，哪一个负责产生昼夜节律，是神经生物学一大悬而未决的问题。这项研究是我们理解人体生物钟的一个重要进步。”

　　NMS是一种神经肽——由氨基酸组成的一个蛋白，神经元（大脑中的细胞）用其进行通讯。研究人员制备了独特的小鼠模型，来确定表达NMS的神经元，作为调节昼夜节律的细胞起搏器。具体地说，研究小组发现，调节仅位于NMS神经元中的内部生物钟，可改变整个动物的昼夜节律周期。此外，本研究对于光同步身体生物钟节律的机制，提供了新的见解。

　　Takahashi 博士鉴定并克隆了第一个与昼夜节律相关的哺乳动物基因——称为Clock。此后，Takahashi实验室确定，在小鼠中破坏CLOCK和BMAL1基因可以改变胰腺分泌的胰岛素，从而导致糖尿病，并且他们确定了CLOCK-BMAL1蛋白复合物的三维结构，被认为是生物钟的电源。

　　Yanagisawa博士首次发现了内皮素对心血管系统的重要作用，后来，他发现了食欲素，表明睡眠/觉醒是由一个单一的神经肽所控制。从那以后，他的实验室已经确定了许多参与食欲和血压调节的受体，以及在能量代谢、应激反应、情绪和其他功能中起重要调节作用的其他神经肽。