Cell揭示節律活動調控機制

　　賓夕法尼亞大學Perelman醫學院神經科學教授Amita Sehgal博士，在《細胞》(Cell)雜志上的一篇論文中描述了控制果蠅日常節律性作息行為的一個大腦回路。新研究還發現，人類大腦蛋白CRF的果蠅版本是這一回路中的一個重要協調分子。

　　果蠅中的CRF叫做DH44為休息/活動周期循環所必需，由果蠅大腦中接收來自時鐘細胞輸入信號的細胞所產生。哺乳動物節律性地分泌CRF，其促進了諸如皮質醇一類的糖皮質激素表達，與壓力和焦慮相關。

　　Sehgal說，果蠅一類的動物模型幫助填補了當前有關大腦運作機制的一些空白。包括簡單動物模型研究在內的國立衛生研究院項目：推進創新神經技術腦研究計劃(Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies，BRAIN)，預期將提供有關大腦功能更詳細的一些見解。

　　盡管對于生物鐘的細胞核分子組件已了解不少，卻尚未確定時鐘細胞與外顯行為，例如休息/活動行為之間的聯系。

　　Sehgal說：“這一研究實質上是一個繪制回路圖實驗。像人類一樣，果蠅在白天活躍——行走、飛行、喂食和交配，晚上大部分的時間用于睡覺。”

　　Sehgal說：“我們對果蠅大腦中的晝夜節律相關神經元進行了篩查，發現腦間部(相當于哺乳動物的下丘腦)的一些細胞包含了負責果蠅休息/活動節律的這一晝夜節律輸出信號通路的一個重要組件。”哺乳動物下丘腦是一個負責調控睡眠、晝夜節律、攝食和代謝的神經內分泌結構。

　　Penn研究小組對細胞進行了隨機尋靶，用轉基因激活神經元放電，看看哪些細胞在休息/活動行為中起重要作用。他們發現腦間部(PI)中的一些細胞對于節律行為至關重要。這些PI細胞通過由至少兩個突觸構成的一個回路與時鐘細胞相連。

　　對腦間部細胞進行分子分析，鑒別出果蠅DH44是PI神經元特異表達的一種節律分子，是果蠅中正常休息/活動節律的必要條件。當科學家們選擇性的激活或除去6個DH44陽性PI 神經元時，果蠅的活動周期變得不規律。換句話說，果蠅不再限制于夜晚睡覺，白天活動，轉而顯示出隨機分配這些行為。