啮齿类新皮层中可塑性标志物的昼夜节律由视交叉上核（Suprachiasmatic Nucleus）及局部昼夜振荡器（local circadian oscillators）调控

《Molecular Neurobiology》：Circadian Rhythms in Plasticity Markers Are Regulated by the Suprachiasmatic Nucleus and Local Circadian Oscillators in the Rodent Neocortex

神经可塑性相关分子Arc、Bdnf、Egr1在大鼠新皮层的昼夜节律表达受视交叉上核调控，皮质酮替代治疗部分恢复Arc水平但不纠正节律，新皮层存在局部节律器。

　　

摘要

时钟基因表达的昼夜节律是神经元的一个普遍特征。尽管已证明时钟基因产物能够在突触水平上调节神经可塑性，但关于神经可塑性中的分子昼夜节律却知之甚少。在本研究中，我们旨在探讨大鼠大脑皮层中神经可塑性的昼夜调控机制。我们发现，与可塑性相关的标记物——活性调节的细胞骨架相关蛋白（Arc）、脑源性神经营养因子（Bdnf）和早期生长反应蛋白1（Egr1）的表达表现出明显的昼夜节律，在成年新皮质中夜间这些蛋白的转录水平会增加，而在海马体中则没有这种节律变化。这些可塑性标记物的节律性表达仅限于出生后阶段。损伤研究表明，新皮质中Arc、Bdnf和Egr1的节律性表达受视交叉上核（SCN）的调控。通过植入的可编程泵定期皮下注射皮质酮可以部分恢复夜间高水平的Arc，但未能恢复基因表达的节律性。此外，我们还发现，与对照组相比，特定于皮层的Bmal1时钟基因敲除小鼠的新皮质中正常的Arc表达节律被破坏了。综上所述，我们的研究表明新皮层的神经可塑性具有昼夜节律性，这种节律性由SCN这一中枢时钟和大脑皮层的局部昼夜振荡器共同控制。