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生物钟研究取得重大突破

记者刘小兵 通讯员王迪、李梅花
2023年06月04日09:38 | 来源:光明日报
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生物钟一直被认为是生物体内一种无形的“时钟”,精密调控着机体重要生理功能。近日,军事科学院军事医学研究院李慧艳研究员和张学敏院士团队发现,大脑视交叉上核(SCN)神经元的初级纤毛是调控机体节律的细胞器,揭示出“有形”生物钟的存在及其节律调控机制。北京时间6月2日凌晨,学术期刊《科学》在线发表了这一成果的相关研究论文。

据了解,大脑视交叉神经上核区域是昼夜节律的指挥中枢,又称“中枢时钟”,其神经元的初级纤毛,在每个神经元的细胞膜上只有一根,犹如“天线”结构。研究人员发现,这一“天线”结构每24小时伸缩一次,如同生物钟的指针,通过它可实现对机体节律的调整和时差的调节。生物钟的准确性和稳定性与健康息息相关。节律如果发生失常,可引起睡眠障碍、代谢紊乱、免疫力下降,严重时可导致肿瘤、糖尿病、精神异常等重大疾病的发生。此次“有形”生物钟的发现,对节律本质的认识和节律紊乱所致疾病的治疗具有里程碑意义。

在此项研究中,通过对脑切片纤毛结构的连续观察,研究人员惊奇地发现纤毛节律性变化的特殊现象,并历经数年探索揭示了纤毛具有调节节律的功能。更重要的是,他们还找到了精准调控节律的开关。研究人员介绍,纤毛能够调控SCN区域神经元的同频共振是让他们最感到振奋的科学发现。

随着时代的发展与科技的进步,社会竞争和工作压力与日俱增,全球大约1/3的人存在节律紊乱问题,表现为睡眠障碍等症状。由于缺乏对生物节律调节机制的认识,当前国际上尚未研究出基于生物节律的有效治疗药物。“此次纤毛调控节律的重要发现,为节律调控新药研发开辟了全新路径,使机体对各种复杂环境的快速应对、快速适应成为可能。”李慧艳介绍。

(责编:申佳平、陈键)
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