社会隔离对暴露于模拟轮班工作/时差环境的小鼠前额叶皮层和海马体中昼夜节律及时钟基因表达的影响

《Physiology & Behavior》：Impact of Social Isolation on Circadian Rhythmicity and Clock Genes Expression in the Prefrontal Cortex and Hippocampus of Mice Exposed to Simulated Rotating Shiftwork/Jetlag

　　昼夜节律研究显示，社会隔离会加剧重复相位移动引发的行为和分子层面的节律紊乱，前额叶皮层和海马体中Clock基因家族表达显著变化，群居环境可部分恢复节律同步性。

　　本研究探讨了社会隔离与重复光暗周期变化对昼夜节律的共同影响。研究发现，社会隔离显著加剧了由光暗周期改变引起的昼夜节律紊乱，而群体生活则有助于维持节律的稳定性。这些发现强调了社会信号在调节内部同步性中的重要作用，并揭示了社会互动作为一种非光性信号，能够部分恢复节律的协调性和关键基因的表达。

昼夜节律是生物体内与外界环境周期保持同步的生理机制，它们在维持个体内部生理活动与外部环境之间的协调性方面发挥着关键作用。这些节律受到光性与非光性信号的调控，如光照、社会互动等。研究显示，社会信号在调节内部同步性方面具有重要作用，尤其是在面对环境变化时，它们能够帮助个体恢复节律的稳定性。

在现代社会，由于电灯的广泛应用，自然的光暗周期发生了显著变化，形成了一个与自然节律相悖的人工时间环境。这种变化不仅影响了人类，也影响了其他生物。研究指出，社会隔离和不规律的光暗周期变化都会对昼夜节律产生负面影响，可能导致睡眠障碍、认知功能下降、情绪问题以及代谢紊乱。社会隔离还可能削弱个体对环境变化的适应能力，增加心理负担。

研究中采用了一种实验设计，将小鼠分为不同的实验组，分别在群体或隔离条件下接受光暗周期的改变。实验结果显示，重复的光暗周期改变会导致行为节律的紊乱，并降低节律的幅度。这种影响在社会隔离的情况下更加明显，导致节律的碎片化、相位错位以及恢复节律所需时间的延长。分子层面的分析进一步表明，社会隔离的小鼠在海马体和前额叶皮层中表现出核心节律基因表达的改变，如Per1和Cry1的下调，以及Bmal1的上调。

研究还发现，社会隔离可能削弱核心节律基因的表达，进而影响神经元的活动和可塑性。这些基因在空间记忆、条件性恐惧、物体和社交识别以及奖励学习中起着重要作用，表明它们在认知功能中的核心地位。此外，社会隔离还可能影响个体的恢复能力，使其在面对昼夜节律紊乱时更加脆弱。

实验结果表明，群体生活有助于维持昼夜节律的稳定性，尤其是在面对重复的光暗周期改变时。这提示社会信号在调节内部同步性方面具有重要作用，可能帮助个体恢复节律的协调性。研究还发现，社会隔离可能加剧由不规律光暗周期引起的认知功能下降，尤其是在海马体和前额叶皮层中，这些区域与记忆和认知密切相关。

研究中采用的实验方法包括对小鼠的群体或隔离饲养，以及重复的光暗周期改变。实验结果显示，群体生活的小鼠在行为节律和分子层面都表现出更好的稳定性，而社会隔离的小鼠则表现出更多的节律紊乱和基因表达异常。这些结果强调了社会互动在维持昼夜节律中的重要性，并为理解社会因素对生物节律的影响提供了新的视角。

此外，研究还发现，社会隔离可能影响个体的恢复能力，使其在面对昼夜节律紊乱时更加脆弱。这提示社会因素在调节生物节律和认知功能方面具有重要作用，尤其是在现代生活中，由于工作模式和社交环境的变化，个体更容易受到昼夜节律紊乱的影响。研究还发现，社会隔离可能加剧由不规律光暗周期引起的认知功能下降，尤其是在海马体和前额叶皮层中，这些区域与记忆和认知密切相关。

研究的结论表明，社会隔离与重复的光暗周期变化共同作用，会导致比单一因素更严重的昼夜节律紊乱和区域特异性节律基因表达的改变。这种影响在海马体和前额叶皮层中尤为明显，提示个体在面对多重节律和社交压力时更容易受到影响。同时，研究还发现，群体生活有助于维持节律的稳定性，从而减轻社会隔离带来的负面影响。

研究的伦理审查和数据可用性方面，研究已获得伦理委员会的批准，并且所有数据将在请求时提供。研究还得到了相关基金的支持，以确保实验的顺利进行。研究的作者对实验的贡献包括概念化、方法设计、数据分析、数据整理、可视化和撰写初稿等，这些工作共同促成了研究的完成。

综上所述，本研究揭示了社会隔离与光暗周期变化对昼夜节律的共同影响，强调了社会信号在调节内部同步性中的关键作用。研究结果对于理解现代社会中昼夜节律紊乱的机制具有重要意义，并为改善个体健康和适应能力提供了新的思路。