客观日本

东京大学发现小鼠大脑80%区域存在“昼夜节律”,为睡眠研究开辟新路径

2025年12月10日 生物医药

东京大学的上田泰己教授等人组成的研究团队于11月14日发布研究成果称,在小鼠脑部约八成的区域中发现了以24小时为周期活动的“昼夜节律”。团队使用自主研发的将小鼠大脑透明化技术,调查了小鼠的脑细胞活动。该成果有望推动人们理解睡眠机制及活动节律紊乱的相关疾病。相关研究成果已发表在美国学术期刊《Science》上。

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图1 东京大学阐明了小鼠整个大脑的活动状况(供图:东京大学)

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图2 大脑各区域活跃时间图示(供图:东京大学)

研究团队对144只排除了基因等个体差异的小鼠大脑进行了分析。在2天内,每隔4小时从每只小鼠采集完整大脑,以脑细胞在活跃时发挥作用的物质为标记,调查了小鼠大脑哪些区域处于活动状态。

研究团队表示,这是全球首次以整个小鼠大脑为对象,揭示其随时间推移的活动变化的研究。在构成大脑的642个区域中,有约八成、共508个区域被确认存在昼夜节律。既往研究已知部分大脑区域存在节律性,但本次成功实现了全面解析。

从各区域的活动状况来看,对记忆具有重要作用的海马和小脑在夜行性小鼠睡眠的白天最为活跃。这类发现有助于理解睡眠和记忆机制。若将解析脑部节律的技术加以应用,也可能有助于抑郁症等疾病的诊断。昼夜节律紊乱有时会作为抑郁症的症状表现之一呈现。

上田教授等人于2014年开发了透明化整个大脑并解析其活动的 “CUBIC” 技术。此后他们持续改进了能够更详细观察物质作用的技术。对于本次成果,上田教授表示:“实现了揭示大脑各区域随时间发生变化的‘十年愿望’。”他还表示,今后将继续使用该方法进行大脑的性别差异和老化情况等研究。

原文:《日本经济新闻》电子版、2025/11/14
翻译:JST客观日本编辑部

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