医学进展
2019年05月号

大脑星形胶质细胞控制昼夜节律

作者:李伟

生物节律是指生命活动按一定时间顺序、周而复始地发生变化的节律。生物节律对人体正常的生理机能、精神活动和情绪波动以及体温、脉搏等都有影响。生物节律性作为遗传基因的一部分被保留了下来,所以节律性是生物体的一个特殊性质。最新的研究结果表明,生物节律普遍存在于各种生物体内,并受下丘脑视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)的调控。

在一项新的研究中,来自英国剑桥大学实验室的研究人员发现:星形胶质细胞在昼夜节律中起着比之前理解的更重要的作用。星形胶质细胞之前被认为仅是支持调节昼夜节律的神经元,但是这项新的研究指出它们实际上能够引导体内生物钟的节奏,并且首次证实它们能够控制哺乳动物日常行为的模式,相关研究结果发表在《科学》杂志上。

这项新的研究利用显微成像技术观察了视交叉上核中的星形胶质细胞和神经元的内部分子钟定时。结果表明尽管这两种类型的细胞都有它们自己的生物钟,但它们受到不同的调节,并且经观察在一天中的不同时间里处于活跃状态。他们发现这种微妙的相互作用对于保持整个视交叉上核时钟的有规律运行至关重要。这项研究还揭示出作为大脑和中枢神经系统中的一种神经递质,谷氨酸作为化学信号,用于将视交叉上核中的功能性星形胶质细胞的时间线索传递给无时钟节律的神经元搭档。这是首次证实星形胶质细胞实际上能够控制动物行为。

当昼夜节律被打乱时,这可能导致时差反应和睡眠障碍,而且还可能导致从精神疾病到痴呆症、糖尿病和癌症等一系列疾病。星形胶质细胞作用的发现为生物钟的神经生物学增加了一个全新的、意想不到的维度,并为未来的研究和开发新的治疗方法提供了一些令人兴奋的途径。(作者:李伟)

参考文献:Science 2019;363:187-192

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