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天然褪黑素,不仅仅关乎睡眠

近日,日本理研脑科学中心的研究人员与纽约州立大学布法罗分校合作,探索了天然褪黑素的作用。他们首次应用新型小鼠模型表明,天然褪黑素与一种预冬眠机体状态有关,在这种机体状态下,老鼠可以放慢新陈代谢速度,并在食物匮乏、温度较低的环境中存活下来。相关论文于6月23日发表在《松果体研究》杂志上。

褪黑素被称为“黑暗激素”,通常在夜晚由大脑释放。它会告诉身体什么时候天黑了,这样身体便可以切换到“夜间模式”。要研究身体对褪黑素的反应并不轻松,因为实验室小鼠体内实际上没有任何褪黑素。为了解决这个问题,研究人员将实验室小鼠与能产生褪黑素的野生小鼠杂交,培育出了能自然产生褪黑素的小鼠。这项工作远比看起来难,它耗费了十代小鼠的“心血”。

研究人员发现,与普通的实验小鼠相比,能产生天然褪黑素的小鼠可以更快地适应提前6小时的黑暗,类似于“东移的时差”。此外,研究人员还解决了一场关于褪黑素是否影响寿命的争论:内源性褪黑素没有延长寿命的作用。

天然可产生褪黑素的小鼠与普通实验室小鼠有几方面不同。普通小鼠更重,生殖器官更大,交配成功率更高;而新品种雌性小鼠则能进入一种名为日蛰眠的状态,这是一种类似冬眠的低功率模式,一天可持续数小时,能帮助小鼠应对艰难的生存条件。

论文作者Takaoka Kasahara观察到,可产生褪黑素的小鼠拥有进化上的优势,而缺乏褪黑素的小鼠在繁殖方面更成功,这也可以解释为什么实验室小鼠缺乏褪黑素。多年来,通过选择繁殖成功率更高的小鼠,科学家们可能无意中使实验小鼠的褪黑素水平越来越低。

本次研究证明,褪黑素可以影响昼夜节律。专门培育的分泌褪黑素小鼠对于研究褪黑素信号对生物钟和睡眠神经机制的影响,以及褪黑素对免疫和骨形成的影响极具价值。其中的关联性已被提出,但还未被仔细分析。

进一步探索褪黑素与日蛰眠和冬眠间的关系也十分重要。褪黑素在部分动物的季节性繁殖中是必需的,它告诉动物们夜晚的长度,并向它们暗示着季节的变化。Kasahara说:“这项研究甚至可以帮助我们更好地理解人类的季节性情感障碍或冬季抑郁症。事实上,一种最新的抗抑郁药――阿格美拉丁可激活褪黑素受体。”

编译:木木 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《松果体研究》

期刊编号:0742-3098

原文连接:https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/r-mim062321.php

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