《Hormones and Behavior》：Day and night variation of plasma melatonin and glucocorticoids in a subterranean rodent endemic to north-west Argentina in two seasons
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图科-图科（Ctenomys coludo）是栖息于极端光照环境（地下）的新热带啮齿动物，因此成为研究昼夜节律和季节节律的时间生物学（chronobiology）的迷人模型。本研究表征了在两个季节中新鲜捕获动物的血浆褪黑素（melatonin）和糖皮质激素（g
图科-图科（Ctenomys coludo）是栖息于极端光照环境（地下）的新热带啮齿动物，因此成为研究昼夜节律和季节节律的时间生物学（chronobiology）的迷人模型。本研究表征了在两个季节中新鲜捕获动物的血浆褪黑素（melatonin）和糖皮质激素（glucocorticoids）的昼夜变化曲线及其活动/休息节律。动物在夏季（n=27）和冬季（n=18）于其原生地蒙特沙漠（Monte Desert，阿根廷）通过活捕捕获，在样本采集前置于持续黑暗条件下饲养，并记录跑轮活动。在昼夜六个时间点进行采样以获取横断面数据。与典型的使用人工光周期的实验室季节研究不同，本研究的方法通过研究暴露于跨季节全部环境变化的野生动物，捕捉了环境周期的复杂性。通过ELISA分析褪黑素、皮质醇（cortisol）和皮质酮（corticosterone）。褪黑素水平显示出昼夜节律性，在主观夜间（subjective night）较高。结果显示，皮质醇分泌在主观夜间较高，与夜行性活动动物的特征一致。皮质醇水平比皮质酮高25至50倍。这些发现提供了C. coludo在两个季节中的首个昼夜褪黑素和糖皮质激素基线，为未来研究其内分泌节律、与活动/休息节律及其他昼夜节律模式的相互作用奠定了基础。
**研究背景、存在问题与研究意义**
地下啮齿动物如阿根廷西北部特有的图科-图科（Ctenomys coludo）栖息于极端光照环境（地下洞穴），其昼夜和季节节律的调控机制是时间生物学（chronobiology）的前沿问题。尽管已知哺乳动物的昼夜节律由视交叉上核（suprachiasmatic nuclei, SCN）协调，并通过褪黑素（melatonin）和糖皮质激素（glucocorticoids, GCs）等激素传递时间信息，但该物种的血浆激素昼夜变化模式从未被表征。此前研究仅通过粪便代谢物分析C. coludo的季节性皮质酮变化，缺乏时间分辨率，而血液采样虽能提供昼夜精度，但技术困难且样本量小。因此，本研究旨在通过横断面采样，首次描述C. coludo在夏季和冬季中血浆褪黑素、皮质醇（cortisol）和皮质酮（corticosterone）的昼夜节律，并探讨其与活动/休息节律的关系。论文发表在《Hormones and Behavior》。该研究为理解地下啮齿动物在极端光环境下的内分泌适应提供了基础数据，并揭示了季节间褪黑素持续时间的差异，为后续研究SCN信号如何分流至行为与激素轴奠定了基础。
**主要技术方法**
研究人员在阿根廷蒙特沙漠（Monte Desert）活捕C. coludo（夏季27只，冬季18只），随后在持续黑暗条件下饲养2-3天，记录跑轮活动以确定个体活动起点（circadian time, CT12）。采用六个时间点（CT0、CT4、CT8、CT12、CT16、CT20）的横断面采血方案，通过心脏穿刺或躯干血获取血浆样本。使用ELISA试剂盒测定褪黑素（检测范围3-300 pg/ml）、皮质醇（20-800 ng/ml）和皮质酮（1.5-83 ng/ml）浓度。数据分析包括Kruskal-Wallis检验、Dunn事后检验、Mann-Whitney U检验及单分量24小时余弦分析（cosinor）。
**研究结果**
*Melatonin profile*
通过跑轮活动记录发现，冬季活动时长（α）为13.4±0.7小时，显著长于夏季的11.1±1.2小时（Student's t检验，p=1.7×10
-11）。ELISA测定显示，褪黑素在主观夜间（CT12-CT20）升高，夏季和冬季均呈现显著昼夜节律（余弦分析零振幅F检验，夏季p=0.00013，冬季p=0.00022），MESOR值约43 pg/ml，振幅约50 pg/ml，峰值出现在主观夜间早期。夏季和冬季的褪黑素总体日间水平无显著差异（Mann-Whitney U检验，p=0.937），但冬季褪黑素升高持续时间（CT12-CT24）长于夏季（CT12-CT20），与光周期差异（3小时43分钟）一致。
*Glucocorticoid profiles*
皮质醇和皮质酮均可检测，但皮质酮值较低，部分样本低于定量下限（LLoQ）。Kruskal-Wallis检验未发现皮质醇或皮质酮的显著时间效应（p>0.05）。然而，将主观白天（CT0、CT4、CT8）和主观夜间（CT12、CT16、CT20）分组后，Mann-Whitney U检验显示夏季和冬季的皮质醇在主观夜间显著更高（夏季p=0.0328，冬季p=0.0252），夏季皮质酮也呈现类似模式（p=0.0292），但冬季皮质酮无显著差异（p=0.5714）。绝对浓度上，皮质醇比皮质酮高25-50倍，表明皮质醇是C. coludo的主要糖皮质激素。季节间GC水平无显著差异。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究首次通过横断面血液采样揭示了C. coludo的昼夜内分泌特征。褪黑素呈现清晰昼夜节律，其季节性持续时间差异可能编码光周期信息。皮质醇占主导地位，其昼夜模式与夜行性活动一致，但GC的昼夜节律可能受受体表达而非总激素水平调制。此外，C. coludo表现出的行为灵活性（野外昼行性 vs. 实验室夜行性）提示，SCN输出信号可能在不同下游通路中被重新解释，而褪黑素始终与主观夜间对齐，强化了其作为内源性黑暗信号的角色。研究结论：这些发现提供了C. coludo在两个季节中的首个昼夜褪黑素和糖皮质激素基线，为未来研究其内分泌节律、与活动/休息节律及其他昼夜节律模式的相互作用奠定了基础。
