PNAS：机体的昼夜节律依赖于生物钟中特殊受体的密度

在人类和其他动物中，来自大脑中央生物钟的信号能产生季节性和日常的生活节律，其能帮助机体为环境中的预期改变做好准备，并能帮助优化机体睡眠、进食和其它日常活动的时间，近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“GABAA receptor subunit composition regulates circadian rhythms in rest–wake and synchrony among cells in the suprachiasmatic nucleus”的研究报告中，来自华盛顿大学等机构的科学家们通过研究揭示了机体的生物钟是如何保持节奏的，相关研究结果有望帮助回答机体昼夜节律是如何产生和维持背后的长期问题。

在所有哺乳动物中，昼夜节律的信号来自于大脑中称之为上丘脑视交叉上核（SCN，suprachiasmatic nucleus）的部分，此前多项研究都尝试确定是否名为GABA的神经递质在单一SCN神经元之间的昼夜节律协调方面扮演着重要角色，然而，GABA在SCN中所扮演的关键作用，研究人员并不清楚。

研究者Daniel Granados-Fuentes说道，过去我们已经发表了关于GABA系统药物阻断相关的数据，结果发现，SCN细胞之间的同步性只会发生适度地增加。我们和其他科学家所引入的化学干预措施似乎并没有改变SCN中神经元的激活方式，也没有影响小鼠机体实际行为的昼夜节律调节。因此，这项研究中，研究人员采取了一种不同的方法，他们改变了两种GABA受体的表达，旨在阐明受体的密度是否会对同步性和行为产生任何影响。

机体的昼夜节律依赖于生物钟中特殊受体的密度

图片来源：Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2400339121

研究者指出，调节受体的数量被认为对于调节诸如学习和记忆等机体生理学过程非常重要，但对于昼夜节律钟而言并不重要，但在这种情况下，改变γ2或δ GABA受体的密度就会产生显著的效果。减少或突变小鼠机体SCN中的这些受体就会将其机体中的昼夜节律幅度降低到三分之一，这项研究中，研究者发现，小鼠增加了白天跑步的次数，却减少了夜间跑步的次数。此外，减少突变γ2或δ GABA受体也会通过促进体外蛋白表达的速率，使得昼夜节律SCN细胞的同步性和振幅减半。

研究者认为，两种GABA受体种任何一种的过量表达都会弥补另一种的确实，这就表明，这两种受体的在SCN中能以类似的方式来发挥作用，尽管其被描述为能介导机体不同的生理学过程。理解昼夜节律对于机体健康非常重要，因为如果昼夜节律被打破，人们就会遭受很多负面的健康结果，人们会经历白天疲惫、激素谱的改变、胃肠道的问题和情绪变化等。

这些研究发现也为理解是否GABA受体密度的改变对于调节季节反应非常重要提供了一定的可能性，比如，自然界中的动物对白昼较长的夏天或较短的冬天所产生的反应。

综上，本文研究结果表明，γ2或δ GABA受体亚基在维持SCN中昼夜节律同步性和每天的休息-醒觉节律发挥着类似的作用，但其相对密度的调节或能改变机体每天活动的持续时间和幅度。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Daniel Granados-Fuentes，Peter Lambert，Tatiana Simon, et al. GABA A receptor subunit composition regulates circadian rhythms in rest–wake and synchrony among cells in the suprachiasmatic nucleus, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2400339121