昼夜节律，俗称生物钟，是生物为了适应地球自转产生的昼夜更替而形成的一种节律性生命活动规律，一直被认为是生物体内一种无形的“时钟”，精密调控着机体重要生理功能。近日，军事科学院军事医学研究院李慧艳研究员和中国科学院院士、军事科学院军事医学研究院研究员张学敏团队在该领域取得重大原创性突破，他们发现大脑视交叉上核(SCN)神经元的初级纤毛是调控机体节律的细胞器，揭示出“有形”生物钟的存在及其节律调控机制。北京时间6月2日凌晨，国际顶级学术期刊《Science》在线发表了这一成果的相关研究论文。
军事科学院军事医学研究院研究员李慧艳：生物钟是怎么维系的，怎么调整的，我们之前并不清楚。只有把它原理搞清楚了，节律紊乱的时候我们才能够干预它，对症治疗。
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据悉，大脑视交叉神经上核区域是昼夜节律的指挥中枢，又称“中枢时钟”，其神经元的初级纤毛，在每个神经元的细胞膜上只有一根，犹如“天线”结构。研究人员发现，这一“天线”结构每24小时伸缩一次，如同生物钟的指针，通过它可实现对机体节律的调整和时差的调节。生物钟的准确性和稳定性与健康息息相关。节律如果发生失常，可引起睡眠障碍、代谢紊乱、免疫力下降，严重时可导致肿瘤、糖尿病、精神异常等重大疾病的发生。此次 “有形”生物钟的发现，对节律本质的认识和节律紊乱所致疾病的治疗具有里程碑意义。
军事科学院军事医学研究院研究员李慧艳：生物钟原来一直被大家认为是无形的“时钟”，我们这次发现伸出细胞表面的呈现天线样的初级纤毛呈现的节律性变化，就指示着生物钟是一种有形的、可视化的内部时钟。
研究中，科研人员通过对大脑SCN区域纤毛结构的连续观察，惊奇地发现了纤毛节律性变化的特殊现象，并揭示了纤毛具有节律调节的功能，更重要的是，纤毛能带动细胞间同频共振，最终实现机体内部节律的一致性。
军事科学院军事医学研究院研究员李慧艳：我们发现纤毛是实现生物钟同频共振的细胞器，我们利用这一发现就可以调控生物钟。在节律紊乱的时候，我们就可以把它关掉，全部清零，而这时候外界再给一个新的节律，身体就可以立即建立一个新的、同外界完全同步的、稳定的、健康的节律。
中国科学院院士、军事科学院军事医学研究院研究员张学敏：我们发现了纤毛是调控节律的一个重要细胞器，如果没有纤毛结构，大脑特定的核团SCN区域的神经元各自为营，不能实现同频共振，这样机体就难以抵御外界环境对身体节律的干扰。
随后，科研人员进行了小鼠的倒时差实验，正常小鼠需要 7—9 天才能适应新的时间周期，而实验小鼠仅需 1—2天就适应了新的时间周期。此项发现为节律调控新药研发开辟了全新路径。今天，我国科学家发现特定神经元的纤毛是调控节律的细胞器，这一原创性发现发表在国际权威学术期刊《科学》，让科研人员为后续发现药物、解决相关健康问题更加充满信心，为节律紊乱所致疾病的治疗提供了原理遵循。
中国科学院院士、军事科学院军事医学研究院研究员张学敏：科学研究需要灵感，需要激情和执着。如果进入到了这样的状态，没有比科学发现更让我们感到兴奋的了。我们意识到，这是一个极重要的科学发现，基于这个原创发现，我们有可能解决过去很多解决不了的疾病问题。
随着时代的发展与科技的进步，社会竞争和工作压力与日俱增，跨时区出行、轮班工作和熬夜加班等成为常态，这使得越来越多的人受生物钟紊乱问题困扰，表现为睡眠障碍等症状。由于缺乏对生物节律调节机制的认识，当前国际上尚未能研究出基于生物节律的有效治疗药物。此次有关生物钟的重要发现，也是我国脑科学研究的一次重大突破。
军事医学研究院领导说：“长期以来，该团队在张学敏院士培育的独特科研文化熏陶下，以十年磨一剑的定力潜心研究，立足国家重大需求，面向基础前沿科研领域深耕细作，取得‘从0到1’的突破性进展，是我院坚持从实验抓起大力推动科研创新的一个缩影。如今，他们已具备越来越强的原始创新能力，成为具有重要国际影响力的国家科技创新团队。坐得住冷板凳，冲得到最前线，他们的努力与奉献难以被计量。”
来源：@人民日报、央视网
编辑：周琼
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