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GABA神经元在中枢生物钟中的作用

由名古屋大学医学研究生院的大辅大辅博士和山中明弘教授以及合作者领导的研究小组揭示了视交叉上核(SCN)中央生物钟的抑制性神经元(GABAergic神经元)昼夜输出节奏。

生理和行为,如睡眠/觉醒,体温和内分泌功能,表现出24小时的振荡,称为昼夜节律。生理和行为的时间顺序由位于SCN中的中央生物钟控制。我们的研究结果可以用来了解SCN如何调节生理现象。此外,它可能有助于为与生物钟相关的各种疾病开发新的临床方法。这些成就于2019年6月21日在通讯生物学在线发表。

哺乳动物的生理和行为的时间顺序由位于SCN中的主生物钟控制。SCN产生内源性昼夜节律振荡,其导致昼夜交替。SCN由具有各种神经递质的异质神经元组成。其中,抑制性神经递质γ-氨基丁酸(GABA)几乎在所有SCN神经元中表达;然而,它在昼夜节律生理学中的作用仍不清楚。

研究结果

在本研究中,我们使用缺乏囊泡GABA转运蛋白(VGAT - / - )或GABA合成酶谷氨酸脱羧酶(GAD65 - / - / 67 - / - )的小鼠检查了SCN中的GABA信号传导。我们同时测量昼夜节律与生物发光记者对时钟基因产物PER2(PER2 :: LUC),自发放电,和细胞内钙(Ca2+),用于在围产期小鼠的培养的SCN切片几个昼夜周期的水平。缺乏GABA的SCN在一天中表现出爆发。突发的燃烧被细胞内Ca的突然增加相关联的2+,其在整个SCN切片是同步的。相比之下,昼夜PER2节奏基本上保持完整。我们还发现成年小鼠的SCN特异性VGAT消耗恶化了昼夜节律行为节律。

研究总结和未来前景

总之,GABA是必要用于抑制神经元活性和细胞内Ca的突然增加的阵发放电2+水平,但不用于产生和在SCN分子昼夜振荡的稳定性。GABA网络可以改善昼夜节律发射节律以确保与SCN外部的神经元的无噪声通信。

文章“视交叉上核中的GABA改善了小鼠的昼夜节律输出节律”已在线发表在“通信生物学”杂志上。

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