近紫外光毫秒级参数调控果蝇昼夜节律相位偏移的机制与年龄相关性研究

来自国际研究团队针对紫外线A(UVA)在昼夜节律光调控中的作用机制展开深入研究。通过62种UVA LED闪光参数组合(8/16/120 ms，0.13-1.0 Hz)，发现年轻果蝇(Drosophila ananassae)在ZT13/ZT23时相区呈现闪光持续时间依赖的相位偏移效应，而老龄个体(40-45天)对8 ms脉冲响应显著减弱。该研究揭示了昆虫昼夜节律系统对UVA瞬时刺激的精确解码机制及年龄相关的光敏感性衰退。

　　

生物体通过光调控实现昼夜节律(circadian rhythm)同步是跨物种的基本感觉功能，但紫外线A波段(UVA, 315-400 nm)的作用机制长期存在认知空白。这项研究以具有眼部和眼外光感受器的拟果蝇(Drosophila ananassae)为模型，系统解析了毫秒级UVA闪光对生物钟相位重置的影响。

研究团队设计了一套包含62种参数的UVA LED刺激方案，通过精确调控闪光持续时间(8/16/120毫秒)、频率(0.13-1.0赫兹)和辐照度，在恒定黑暗条件下检测了ZT13(相位延迟区)和ZT23(相位提前区)的 locomotor activity 节律变化。令人惊讶的是，年轻果蝇(2-3日龄)表现出与闪光亮度和频率正相关的强烈相位响应，其中8毫秒脉冲在ZT23时相区展现出最高的能量利用效率。

剂量效应模型揭示了一个反直觉现象：更短暂的UVA刺激反而能诱发更强的节律相位偏移，这种"少即是多"的效应在相位提前区尤为显著。与之形成鲜明对比的是，中年果蝇(40-45日龄)对8毫秒脉冲的响应能力显著下降，暗示随着年龄增长，生物钟系统处理快速光信号的神经通路可能发生退化。

这些发现不仅证实昆虫昼夜节律系统能精确解析UVA刺激的时间编码特征，更指出间歇性短暂光照可能是最优的生物钟调控模式。考虑到UVA敏感视蛋白(photopigment)在动物界的保守性，该研究为理解不同生命周期阶段的光调控机制提供了进化视角，也为开发基于毫秒级光脉冲的 chronobiotics 干预策略奠定了理论基础。