控制生理节奏的分子被识别

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    [生物通讯]加州大学欧文分校医学院的研究人员识别出为机体发送对昼夜变化做出反应的信号的分子。

    这篇发表在5月23日《自然》杂志上的研究，标志着科学家首次识别出调控昼夜循环（即生理节奏）的生物学机制。研究为我们了解机体如何对昼夜做出反应提供了新的线索，有望促进时差、换班综合征、睡眠失调、饮食失调以及季节性抑郁症等多种生理节奏有关疾病的新疗法的产生。

    药理学助教Qun-Yong Zhou和他的同事发现，小鼠和大鼠中体内一个叫做PK2的分子可以从大脑发送信号，控制机体在白昼和黑夜中的活动。另外，编码PK2 的基因通常在白天被激活，而夜晚则处于休眠状态。

“虽然我们已经清楚“分子生物钟”是如何在大脑中运作的，但我们不知道大脑如何发送信息给机体的其余器官。”Zhou解释说。“这项研究显示PK2就是发送控制生理节奏行为信号的分子之一，因而有望于作为某些严重受昼夜影响疾病的治疗目标靶。”

    研究人员揭穿PK2的角色几乎纯属偶然。PK2与一种收缩肠胃平滑肌的分子关系密切。当研究人员跟踪PK2的起源以及它与大脑的联系时，出乎意料地发现大脑中编码PK2的遗传物质的含量白天至少比夜晚多出50倍。这项发现强烈暗示，PK2与生理节奏的调控有关。

    另外，PK2产生于大脑一个叫做交叉上核（suprachiasmatic nucleus）的“收藏”大脑分子生物钟的区域。PK2基因的转录听命于大脑分子生物钟的指示。最后，当研究人员在夜晚将PK2注入到大鼠体内时，大鼠停止了“锻炼”，不再在笼子里来回蹿动，而是表现出更符合白天的行为。

    “PK2由交叉上核分泌、受组成大脑分子生物钟的基因调控、对昼夜交替有反应、在大脑适当区域存在交叉上核的受体以及引起生理节奏变化等等，所有这些事实都表明，PK2分子是向机体发送昼夜节律信号的重要分子。”Zhou 认为。

    研究人员不知道PK2是否是生理节奏的唯一调控因子，他们正在探查PK2是否对饮食、睡眠和失眠等其它与昼夜节律有关的行为也有影响。研究人员试图查明是否有其它分子也起着调控着机体昼夜生理节奏的作用。

    Zhou的同事包括加州大学欧文分校的 Michelle Cheng、Clayton Bullock、Chuanyu Li、 Alex Lee、 Jason Bermak、 James Belluzzi、Frances Leslie以及马萨诸塞大学医学院的 David Weaver等。

    研究部分由美国国家精神健康研究院资助。

生物通摘译自BIO.COM