以果蝇为模型探究温度感知的昼夜节律

温度是决定生物体生存的重要环境因素之一。为了适应不断变化的环境温度,动物需要及时且有效地调节自身的生理和行为。生物钟是一种内在的时间系统,能够使动物的生理和行为与地球的昼夜周期保持同步。然而,目前对于动物如何根据环境温度的即时变化来调整自身的昼夜节律行为还不太清楚。本工作以黑腹果蝇为模型,研究了温度感知的昼夜节律性及其神经生物学基础。我们发现果蝇的运动活性在早晨和傍晚对温度变化有不同的反应:早晨温度升高会增加果蝇的运动活性,而傍晚温度升高则会降低果蝇的运动活性。这些结果说明果蝇对温度变化的反应具有昼夜节律性。我们进一步证明,突变生物钟基因或抑制节律神经元的活性会消除这种温度感知的昼夜节律性,表明生物钟在调控果蝇早晚温度感知上起着重要作用。我们的研究建立了一个新颖的行为学模型,为深入揭示生物钟对温度感知机制的影响奠定了基础。

一种测定小鼠长时间自发活动时空特点的新方法

目的 :应用计算机视频跟踪技术 ,建立一种测定小鼠长时间开场自发活动的新方法。方法 :应用连续记录 2 2 h内小鼠在开场的自发活动 ,并用我们研制的 Analy Power1.1系统分析活动轨迹 ;以自发活动总路程、各区域活动路程及其占总路程的比例、各区域停留时间及其占总时间比例等指标 ,评价小鼠自发活动的特点。结果 :小鼠在清醒自由状态下 ,2 2 h内的活动表现显著的区域、时间依赖性特点。停留及活动主要集中在生活区 (食物和饮水区 ) ,其次周边区 ,中央区很少。小鼠在进入开场的第 1h内有明显频繁的活动 ,1h后活动明显减少。在活动趋于稳定后 ,小鼠表现出较明显的昼夜活动特点 ,夜间活动增加。结论 :本研究建立的方法 ,可客观、定量、连续测定小鼠自发活动时间、空间规律。

外源性褪黑激素对去松果体盲鼠运动性活动昼夜节律的影响

为探讨松果体褪黑激素在哺乳动物昼夜节律调控机制中的作用，本工作对外源性褪黑激素对去松果体官大鼠运动活动昼夜节律的影响进行了实验观察。经用余弦节律分析法对实验数据进行数学分析，结果发现：无论是各只动物昼夜节律振幅的算术平值，还是用群体平均余弦法得出的群体节律的振幅，用药后都大于用药前；另外，各动物节律的峰值时相用药前较分散，即个体差异较大，而用药后相对集中，比较趋于一致据此，作者认为松果体褪黑激素对哺乳动物近昼夜节律有增大振幅和内源性步化作用。

摘除松果体对大鼠运动活动近似昼夜节律的影响

为了分析松果体及其褪黑激素在哺乳动物近日节律调控机制中的作用，本文对摘除松果体和眼球后的大鼠的运动活动，进行了连续６天的观测，并以单纯致盲的动物作对照。经用余弦节律分析法对实验数据进行处理，结果表明．与对照组相比，去松果体的各动物运动活动昼夜节律的峰值相位较分散，节律振幅的算术平均值较小；对群体平均的节律特征值进行统计学检验，见去松果体动物群体平均的运动活动已无明显的昼夜节律而对照动物的此节律仍然存在。根据上述结果。作者认为，在哺乳动物近日节律的内源性调控机制中，松果体仍有积极作用，其作用在于增大节津振幅和导引节律时相。

四种昼间啮齿类动物的活动模式及其应用进展

昼间啮齿类动物具有与人类相似的昼夜节律,随着生物钟的发现,近年来此类动物逐渐展露出夜间啮齿类动物所不能替代的优势,以新兴模型的姿态出现在代谢、光反应、神经调节、社会行为等医学研究领域。然而国内尚缺乏此类动物的报道。因此,本文回顾昼间动物时间生态位的调控,着重介绍长爪沙鼠(Meriones unguiculatus)、智利八齿鼠(Octodon degus)、尼罗河草鼠(Arvicanthis niloticus)和羚羊地松鼠(Ammospermophilus leucurus)这四种较公认的昼间啮齿类动物的活动模式和应用进展,以期为时间生物学研究提供有力工具。

超顺磁性三氧化二铁纳米粒子对小鼠活动日节律的影响

目的研究进入脑室的超顺磁性铁纳米粒子（SPION）是否对小鼠活动的昼夜节律有影响。方法选6周龄的C57BL／6J小鼠，人工光照环境光照：黑暗=12：12（光照：8：00—20：00；黑暗：20：00～次日8：00）。自由摄食饮水。待动物完全适应新环境（约2周）后，将动物转入全黑暗环境继续饲养14天，然后开始转轮实验。选择CT（circadian time）14时间点，侧脑室注射三氧化二铁纳米粒子（SPION）4μl；对照组侧脑室注射不含SPION的溶剂（超纯水）4μl。注射后继续转轮实验若干时间。分别在侧脑室注射10min、24h、14天和30天后处死动物，并取脑组织做石蜡切片，经普鲁士蓝染色观察SPION在脑室内的分布情况。用VitalView动物行为节律记录仪连续监测小鼠转轮运动节律的变化情况。用realtime—RT—qPCR检测钟基因的变化。结果侧脑室注射SPION 10min和24h后，SPION仅分布于脑室壁上，神经细胞内未见染色。注射SPION14天、尤其是30天后可见脑内神经细胞有SPION染色。同时，侧脑室注射SPION可引起中枢钟视交叉上核（SCN）的periods钟基因转录上调，小鼠转轮运动日节律向后漂移。结论SPION经侧脑室注射后可进入脑细胞内，影响了SCN钟基因的表达以及运动日节律的改变，提示进入脑内的纳米材料可影响生物节律。

蚤蝇的昼夜活动节律及睡眠行为研究

蚤蝇是重要的法医昆虫,同时是实验室中遗传、发育和生物测定等研究的重要对象。然而,蚤蝇的昼夜活动节律和睡眠行为及其在脑部的神经网络目前还不清晰。本文通过捕获本地蚤蝇并对其进行分子鉴定,研究了蚤蝇的昼夜活动节律和睡眠行为,同时表征了蚤蝇脑部核心钟神经元和多巴胺神经元。结果表明:蚤蝇在12h光照∶12h黑暗(12L∶12D)条件下不存在对开灯前或关灯前的活动预期,其双峰活动模式是对开关灯的光反应行为。在全黑暗(DD)条件下蚤蝇内源活动周期接近24h。黑腹果蝇神经肽PDF抗体免疫显示蚤蝇脑部核心钟神经元4~5个,不像黑腹果蝇一样存在明显的神经轴突。在睡眠行为上,蚤蝇雄虫和雌虫在整体活动强度、睡眠节律模式、总睡眠上均没有明显差异。相反,雄虫总睡眠次数和晚上睡眠次数低于雌虫,而总睡眠持续时间、晚上睡眠持续时间、总入睡时间和晚上入睡时间高于雌虫。此外,影响睡眠的重要多巴胺神经元在蚤蝇脑部的分布与黑腹果蝇类似。

900 MHz微波辐射对大鼠自发活动和血浆褪黑素昼夜节律的影响

[目的]观察900MHz微波辐射对大鼠自发活动及血浆褪黑素水平昼夜节律的影响。[方法]采集30只大鼠24h自发活动数据,利用生物节律单余弦分析软件筛选出24只具有昼夜节律的大鼠,随机分为对照组、光照组、昼夜时点(ZT)3组和ZT15组,每组6只。ZT3组和ZT15组分别在自发活动相位响应曲线的谷值时点(ZT3点)和峰值时点(ZT15点)接受40μW/cm2的900MHz微波辐射,光照组在峰值时点(ZT15点)接受强度为300lx的可见光照射,均1h/d,连续14d;对照组不做任何处理。所有大鼠在微波辐射或光照后进行心脏采血,采血时点分别为ZT3点、ZT7点、ZT11点、ZT15点、ZT19点和ZT23点,测定血浆褪黑素浓度。比较各组大鼠自发活动及褪黑素水平昼夜节律的差异。[结果]与照射前相比,微波辐射组和光照组大鼠自发活动相位响应曲线中值、振幅降低,峰相位时相滞后,差异有统计学意义(P<0.05)。与对照组相比,光照组及ZT3组血浆褪黑素水平相位响应曲线中值、振幅降低,峰相位时相滞后,差异有统计学意义(P<0.05);ZT15组血浆褪黑素水平相位响应曲线振幅降低,峰相位时相滞后,差异有统计学意义(P<0.05)。[结论]40μW/cm2的900MHz微波在自发活动峰值及谷值时点辐射,能够影响大鼠自发活动及血浆褪黑素水平的昼夜节律。

Drosophila melanogaster as a model system of aluminum toxicity and aging

The aim of this study was to investigate the toxic effects of aluminum （A1） on the model organism-Drosophila melanogaster. The study is especially concerned with the effects of aluminum on the fruit fly＇s development, life span, and circadian rhythm in rest and activity. Flies were exposed to aluminum in concentrations from 40 to 280 mg/kg in rearing media or the flies were raised on control medium. Moreover, the life span of insects exposed to aluminum containing 40, 120, or 240 mg/kg of A1 in the medium, only during their larval development, during the whole life cycle and only in their adult life was tested. To check if aluminum and aging cause changes in D. melanogaster behavior, the locomotor activity of flies at different ages was recorded. Results showed that aluminum is toxic in concentrations above 160 mg/kg in the rearing medium. Depending on A1 concentration and time of exposure, the life span of the flies was shortened. At intermediate concentrations （120 mg/kg）, however, A1 had a stimulating effect on males increasing their life span and level of locomotor activity. At higher concentration the aluminum exposure increased or decreased the level of locomotor activity ofD. melanogaster depending on age of flies. In addition, in the oldest insects reared on aluminum supplemented media and in mid-aged flies reared on the highest concentration of A1 the daily rhythm of activity was disrupted.