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東京大學發現小鼠大腦80%區域存在「近日節律」,為睡眠研究開闢新路徑

2025年12月10日 生物醫藥

東京大學的上田泰己教授等人組成的研究團隊於11月14日發佈研究成果稱,在小鼠腦部約八成的區域中發現了以24小時為周期活動的「近日節律」。團隊使用自主研發的將小鼠大腦透明化技術,調查了小鼠的腦細胞活動。該成果有望推動人們理解睡眠機制及活動節律紊亂的相關疾病。相關研究成果已發表在美國學術期刊《Science》上。

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圖1 東京大學闡明瞭小鼠整個大腦的活動狀況(供圖:東京大學)

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圖2 大腦各區域活躍時間圖示(供圖:東京大學)

研究團隊對144隻排除了基因等個體差異的小鼠大腦進行了分析。在2天內,每隔4小時從每隻小鼠採集完整大腦,以腦細胞在活躍時發揮作用的物質為標記,調查了小鼠大腦哪些區域處於活動狀態。

研究團隊表示,這是全球首次以整個小鼠大腦為對象,揭示其隨時間推移的活動變化的研究。在構成大腦的642個區域中,有約八成、共508個區域被確認存在近日節律。既往研究已知部分大腦區域存在節律性,但本次成功實現了全面解析。

從各區域的活動狀況來看,對記憶具有重要作用的海馬和小腦在夜行性小鼠睡眠的白天最為活躍。這類發現有助於理解睡眠和記憶機制。若將解析腦部節律的技術加以應用,也可能有助於抑鬱症等疾病的診斷。近日節律紊亂有時會作為抑鬱症的症狀表現之一呈現。

上田教授等人於2014年開發了透明化整個大腦並解析其活動的 「CUBIC」 技術。此後他們持續改進了能夠更詳細觀察物質作用的技術。對於本次成果,上田教授表示:「實現了揭示大腦各區域隨時間發生變化的‘十年願望’。」他還表示,今後將繼續使用該方法進行大腦的性別差異和老化情況等研究。

原文:《日本經濟新聞》電子版、2025/11/14
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Science
論文:A whole-brain single-cell atlas of circadian neural activity in mice
DOI:10.1126/science.aea3381