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为探究肌动蛋白(irisin)对行为昼夜节律的影响,研究人员以雄性 Wistar 大鼠为对象,研究不同时间点鼻腔给予 irisin 对其在持续黑暗环境下跑轮自主运动昼夜节律的作用。结果发现 ZT6 时给药可使节律相位提前、活动量减少。该研究证实 irisin 是昼夜节律系统非光调节因子。
内源性昼夜节律振荡器位于哺乳动物的视交叉上核(SCN),它能产生自身的节律,但该节律周期通常与一天 24 小时并不完全匹配,因此需要与外界地球物理昼夜节律同步。昼夜节律时钟同步最重要的非光机制之一,是基于身体活动模式和强度的信息。在这个机制中,关键分子同步因子的角色被认为是由肌动蛋白(irisin)来担当。然而,irisin 对行为昼夜节律的影响仍有待探索。
在本研究中,首次以雄性 Wistar 大鼠为实验对象,探究了在连续三个昼夜周期内的不同预计时间点(ZT2、ZT6、ZT10、ZT14、ZT18 和 ZT22),三次鼻腔给予 irisin(0.5μg),对持续黑暗条件下跑轮自主运动昼夜节律的影响。结果显示,在 ZT6 时给予 irisin,可使节律高峰相位的中位数显著提前 0.6 小时(p<0.05),同时每日总运动量减少 1666 圈(p<0.05)。在预计昼夜周期的其他时间点鼻腔给予 irisin,并未引起节律相位的显著变化或总运动量的改变。无论给药时间如何,irisin 都不会改变昼夜节律的周期。
这些研究结果为内源性 irisin 作为昼夜节律系统的非光同步因子提供了实验依据。在缺乏主要生理授时因子(视网膜光感受器的周期性传入)的情况下,irisin 依据肌肉 - 脑功能轴内肌肉活动的日常模式和强度发挥作用。