| 协调细胞同步的关键蛋白——VIP |
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| 生物通 2006-12-04 |
为什么睡眠—觉醒周期（wake—sleep cycle）为24小时？为什么激素会定时分泌？最近，华盛顿大学生物学家Erik Herzog博士率领的研究小组从哺乳动物脑细胞中鉴别出维持细胞同步的关键因子，揭开了上述难题。
先前一位生物统计学家发现血管活性肠肽(vasoactive intestinal polypeptide，VIP)是调节大脑生物钟的关键蛋白，使生物钟调整日常的行为和生理节奏。此次Herzog等的研究发现，VIP和神经递质GABA两种物质在维持生物钟同步时发挥关键作用，为研究哺乳动物（此次实验中是小鼠和大鼠）调节生理节奏带来了新思路。研究结果刊登于11.27－12.01日网络版PNAS。
生物钟即所谓上视交叉核（Suprachiasmatic Nucleus，SCN），是一对针头大小的脑结构，位于下丘脑，正在视交叉上方。SCN总共有2万个神经元，这些细胞经常是高度同步的。它们相互之间传递信号，构成了体内的生物钟，维持24小时的规律。
研究人员曾经一度认为GABA是维持这些神经元同步的关键。所有的SCN神经元都分泌这种抑制性神经递质，并且有研究证实每天上午8时向SCN添加GABA后，能够维持SCN细胞的同步。
“奇怪的是GABA并不是必要条件，”Herzog说，“即使阻断了所有的GABA信号，VIP也会使这些神经元同步。当我们阻断GABA后，同步性还很精确，只是摆动性变大了。”
Herzog将VIP比作快递，通知所有的SCN细胞，使它们变得同步。GABA如同统率，防止这些细胞过度活跃。
Herzog 等将来源于SCN的神经元细胞排列在由60个电极组成的多电极阵列（Multielectrode array）上，记录这些神经元的活性，并用基因活性的生物发光受体实时观测神经元中的基因表达情况。
利用药物阻断或者GABA基因敲除小鼠，研究人员排除了GABA的影响，记录许多神经元的电位活动（electrical activity）。Herzog 将神经元的电位活动比喻为生物钟的指针，将SCN细胞基因的活性比喻为生物钟的齿轮。
研究人员发现，没有GABA的情况下，细胞会同步起来，但是没有VIP，细胞会丧失同步性，暗示VIP是调节者。
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