抗生素使用障礙（SUDs）與晝夜節律衰弱之間存在密切關系。實驗研究表明生物節律在調節植物獎賞行為中發揮不可或缺的作用。星形膠質細胞同樣在晝夜節律中發揮關鍵的調節因子效應。但是，目前尚未有研究確定星形膠質細胞晝夜節律功能在伏隔核（NAc）中的作用，也沒有研究證明星形膠質細胞節律功能對獎賞相關行為的重要性。格拉斯哥學院神經科學中心A.研究團隊在發表了名為“ClockintheIsfor-”的研究論文，首次證明了星形膠質細胞晝夜節律分子鐘功能在調節NAc和獎賞相關行為中的續作用。
首先實驗人員利用-eGFP/這一特殊大鼠模型來研究NAc中星形膠質細胞的節律性，該模型大鼠星形膠質細胞在內質網體亞基上特異性抒發eGFP細胞膜片，并可通過免疫共沉淀分離星形膠質細胞特異性內質網體相關mRNA。實驗人員每晚從雌性和雄性大鼠各采集6次NAc組織分離星形膠質細胞中mRNA，經基因測序后，富集熱圖和免疫螢光顯示可知星形膠質細胞富集呈現高度特異性，IPA和剖析同樣表明與星膠相關的生物學過程和精典途徑在前200個抒發基因中富集。
從辨識的全部基因中，約43.3%具有明顯的晝夜節律特點。大多數節律相關基因抒發在14-22點之間達到峰值，這與大鼠的生理活躍期相一致。經統計學剖析可知，前20個晝夜節律相關基因是已知的核心時鐘基因。同時，晝夜節律調節相關基因和糖皮質激素受體訊號相關基因表現出高度的相關性。
接出來，為探究NAc星形膠質細胞在晝夜節律中對獎賞的功能的影響，研究人員在/f基因鼠NAc腦區中特異性敲除星膠中的Bmal1，Bmal1的上調造成星形膠質細胞喪失分子鐘功能和節律性。研究人員使用LRN范式，分別測量了早上4-6點和晚上16-18點各兩小時的運動量。結果發覺，特異性敲除Bmal1后，并未對大鼠運動能力形成影響，而大鼠在晚上表現出更高的對新奇事物的反應，而在夜晚并未出現明顯差別，提示NAc星形膠質細胞中Bmal1在參與晝夜節律下家兔對獎賞功能的反應性。
同時，研究人員也通過曠場實驗、明暗箱實驗、高架十字迷宮、陌生環境攝食等行為學范式檢查了植物在特異性敲除Bmal1后晝夜變化下探求性行為和恐懼樣行為的變化，結果均表明在特異性敲除Bmal1后，大鼠在晚上表現出更高的探求性行為和恐懼樣行為，與之相對應的是大鼠在晚上則呈現較低的探求性行為和恐懼樣行為。且此表現可排除由運動功能障礙或吞咽抑制所引起。提示NAc星形膠質細胞中Bmal1同樣參與晝夜節律下家兔對探求性行為與恐懼樣行為的反應性。
據悉，研究人員還通過大小鼠自身給藥系統研究了大鼠對獎賞的特異性反應，首先進行固定計劃的大鼠自身獎賞訓練，即大鼠每1次主動按壓杠桿即可獲得1粒食物作為物質獎勵。在FR1階段中，各組大鼠對獎賞性行為反應并未表現出明顯性差別，而進行不同性別間比較時，則可見無論晝夜變化，雌性大鼠相較雄性大鼠總體表現出了對獎賞性行為更高的反應。而隨著自身獎賞的周期的不斷深化，雌性GFAP-cre大鼠漸漸表現出在晚上強于夜間的獎賞性行為反應性。
鑒于星形膠質細胞在細胞代謝中發揮重要作用，于是研究人員借助RT-qPCR檢查了GFAP-cre和eGFP大鼠在晚上相關基因的抒發，結果發覺在GFAP-cre大鼠中Gfap和Nrf2抒發明顯下調，以上兩類蛋白分別與星形膠質細胞膠活性和氧化應激相關，而Gclc、Pgc1α、Ldha、Mct1和Mct2則明顯上調，以上蛋白分別與蘆丁、線粒體功能和乳酸合成有關。同樣地，GFP-cre大鼠晚上NAc中乳酸和蘆丁含量均明顯升高。
最后，作者特異性敲除NAc分子鐘基因，探究其對MSNs突觸傳遞的影響。借助全細胞膜片鉗分別記錄GFAP-Cre和eGFP大鼠NAc中MSNs的功能活動。在晚上，GFAP-cre大鼠誘發的AMPA/NMDA激動性突觸后電壓明顯增加，同時伴隨著AMPAR抑制性突觸后電壓衰變降低，提示MSNs突觸后丁酸受體發生變化，尤其是AMPA受體改變。說明氨酸能突觸前釋放基本不變，激動性突觸后電壓消除率也相當。而在夜里則未測量到同類差別。與腦片膜片鉗結果一致的是，晚上，GFAP-cre大鼠NAc中甘氨酸相關基因抒發同樣明顯下調，且以AMPA受體亞基為主。
結語
A.研究團隊的此項研究首次發覺NAc中的星形膠質細胞具有強烈的分子節律，但是這些晝夜節律對整個NAc功能的發揮起到重要作用。這種新發覺指出了NAc星形膠質細胞的功能意義細胞膜片，并首次證明該類型細胞所調控的晝夜節律對NAc功能和NAc調節的行為中具有重要作用，為進一步研究NAc在情緒調節與晝夜節律中的作用提示了新的方向與路徑。
原文鏈接：
（廣東中醫藥學院中醫藥與骨科學研究創新團隊張明寬供稿）