缺失SOX2，时差紊乱，整只鼠都不好了

　　生物钟滴答滴答作响的原因是什么？根据多伦多大学密西沙加分校（UTM）的一项新研究，令人惊讶的答案在于一个通常与干细胞和癌细胞有关的基因。

PHOTO CREDIT: SIBYA VIA PIXABAY

　　作为昼夜节律生物学领域的首个同类研究，UTM的研究人员使用RNA测序来观察视交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN）的基因表达。SCN是下丘脑中控制哺乳动物生物钟的一个很小的区域。他们的研究结果精确定位了一个基因，该基因可调节生物钟，并充当中央昼夜节律起搏器的“主控”。

　　此前，研究人员曾在SCN内发现了一个名叫Period2的基因，如今他们惊讶地发现另一个基因SOX2也在同一个区域。“我们注意到，Period2总是与SOX2在相同的细胞群中表达，而这两个基因重叠的主要区域之一就是生物钟，”生物系副教授Hai-Ying Mary Cheng说。“这很有趣，因为SOX2通常在干细胞和癌细胞中表达，健康的成人大脑或神经元中并没有发现过大量表达，我们想知道，它是否存在罕为人知的功能。”

　　文章一作准博士Arthur Cheng指出：“我们的研究集中在生物钟如何自我组织的基本理解，诸如倒班、时差和在不同时区之间旅行等事件会扰乱人类的昼夜节律，这会对健康产生负面影响。扰乱的昼夜节律被认为与诸如疲劳、癌症、心脏病发作和中风等健康问题有关。”

　　利用缺失SOX2基因的小鼠模型，研究人员观察了受控环境条件下啮齿动物的行为。“一只正常的有生物钟的小鼠会在熄灯后开始跑跑轮，跑一整夜，当灯亮以后，它们会停下来睡觉。但是当我们敲掉SOX2后，小鼠似乎不知道它们在做什么，”Arthur Cheng说。

　　“就像它们的生物钟坏了或不稳了，”Hai-Ying Mary Cheng补充。“它不能准确地告知时间，缺失SOX2的小鼠也表现出较弱的活动意愿和不规则的睡眠模式。这就像它们在经历慢性时差反应一样，”Arthur Cheng说。他指出，小鼠很难适应新的时间表。“它们失去了节奏，即使有灯光暴露控制。适应时差是我们生物钟的基础——它让我们在洲际旅行中生存下来，但是缺少SOX2基因的小鼠失去了这种适应能力。”

　　当我们敲掉SOX2时，我们观察到SCN中不同基因网络的巨大变化，这些变化对神经网络功能非常重要，Hai-Ying Mary Cheng说。我们认为，SOX2不是调节单个基因，而是协调许多许多基因的表达，起到SCN昼夜节律起搏器主调节器的功能。