維持我們生物鐘的竟然是大腦中的這些填充物？
科學家們發現，曾經被認為只是簡單地為神經元占位的腦細胞實際上可能在幫助調節晝夜節律行為方面發揮重要作用。
星形膠質細胞是一種神經膠質細胞 – 即通常被稱為“神經系統的膠水”的、為神經元提供支撐和保護的支持細胞。 但是一項新的研究表明，星形膠質細胞不僅僅是間隙填充劑，而且它對于保持我們身體的內部時鐘是至關重要的。
星形膠質細胞
長期以來，科學共識長期認為我們的內部時鐘是由視神經核（SCN）控制的，這是由約20,000個神經元組成的下丘腦腦區域。 但同一區域約有6000個星形星形膠質細胞，其功能從未得到充分的解釋。
現在，圣路易斯華盛頓大學的一個團隊已經成功對小鼠中的星形膠質細胞進行獨立控制--通過改變星形膠質細胞，科學家們能夠減慢動物的時間感。
研究人員Matt Tso說：“我們之前并沒料到它們的影響這么大。”
曾經人們認為，SCN是大腦調節晝夜節律的唯一部分，但科學家現在明白，全身的細胞都有自己的晝夜節律鐘，包括構成肺、心臟、肝臟等器官的細胞。
2005年，神經科學家Erik Herzog的團隊曾發現星形膠質細胞還包括這些時鐘基因。
Herzog的團隊表明，通過從小鼠中分離腦細胞并將其與生物發光蛋白偶聯，他們會有節奏地發光 – 這證明他們能夠像其他細胞一樣有時間感。
研究人員花了十多年時間，通過使用CRISPR-Cas9基因編輯刪除小鼠星形膠質細胞中被稱為Bmal1的時鐘基因，來研究在活體樣本中檢測星形膠質細胞行為的方法。
實驗開始后，小鼠的晝夜節律持續約23.7小時，因為黑暗中的小鼠每23.7小時在輪子上跑一次，通常誤差不會超過超過10分鐘。
人類也不是完全遵守24小時節律的- 哈佛大學1999年的一項研究發現，我們的內部時鐘在每個24小時周期里會多出11分鐘。
盡管Herzog在2005年證明星形膠質細胞會參與保持時間感，但團隊并沒有預料到沒有Bmal1的小鼠會受到影響，因為大多數關于SCN的研究證明了神經元而不是星形膠質細胞的控制作用。
“當我們刪除星形膠質細胞中的基因時，我們本來預測它們的節律會保持不變，” Tso說。
“當人們在它們神經元中刪除這個時鐘基因時，動物們完全失去節奏，這表明神經元是維持日常節奏所必需的。”
但是，讓研究人員震驚的是，刪除星形膠質細胞中的時鐘基因使得鼠標的內部時鐘運行速度降低 – 每天的開始比平常約晚一個小時。
在另一項實驗中，該小組研究了一種導致晝夜節律鐘快速運行的基因突變。他們想知道，僅在動物的星形膠質細胞中修復這種基因，而不修復其神經元中的缺陷的話，會有什么影響。
“我們原本預計SCN會受神經元的影響，” Tso說。 “SCN中的神經元比星形膠質細胞多10倍，為什么它們的行為受的是星形膠質細胞的影響呢？
隨著該突變在動物的星形膠質細胞中固定，小鼠比沒有突變修復的小鼠（無論是在星形膠質細胞或神經元中）晚了2小時開始跑動。
“（這些結果）表明，星形膠質細胞以某種方式與神經元‘交談’，以決定大腦中和行為上的節律，“Herzog說。
雖然研究人員承認，他們并不完全了解星形膠質細胞控制晝夜節律行為的程度，但顯而易見的是，它非常強大。
當然，我們不能保證人類星形膠質細胞以和小鼠細胞相同的方式調節身體時鐘，在今后的研究中可以對此進行確認。
我們必須等看到未來研究了才能知道結果，但有一件事是肯定的 - 這些腦細胞絕對不僅僅是神經元填充物。
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此文關鍵字：生物鐘|大腦填充物|星形膠質細胞
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