当前全球变暖趋势不可逆转,异常气候导致的温度胁迫频繁发生,给农业高产及稳产带来了巨大挑战.生物钟作为内源性且可遗传的计时机制,赋予了植物预测和快速响应环境因子周期性变化的能力,以确保诸多生理生化途径与环境同步,极大增强了植物的生存和繁衍能力.温度响应和补偿现象不仅涉及生物钟与环境信号"同步化",而且涉及农业生产中作物适应温度胁迫的实际应用.生物钟温度补偿是指在较宽范围的生理温度内,通过转录和转录后机制,生物钟可基本维持近日节律周期的长度不变,确保计时机制准确运行.自然环境中,光照、温度和湿度紧密耦联,作为授时因子将环境信号经过输入途径传递给生物钟核心振荡器,影响植物生长发育的全过程.该文回顾了植物生物钟温度响应和补偿机制的研究历史,详述了最新研究进展,展望了其在作物遗传育种和田间管理等方面的应用前景,为解决农作物温度胁迫适应性问题提供了全新的思路和方案.

目的 探讨近日节律对行急诊全身麻醉手术患者的右美托咪定诱导麻醉的作用.方法 采用前瞻性研究方法,选取2021年1月至2022年1月在衡水市人民医院行急诊全身麻醉手术患者124例,根据手术时间分为日间组(8:00～18:00)和夜间组(19:00～7:00),分别有71例和53例患者.麻醉诱导前10 min泵入右美托咪定,全身麻醉诱导后行气管插管,在手术结束前30 min停止泵入右美托咪定,手术结束前5 min停止泵入麻醉药.观察两组麻醉药使用量、手术时间、麻醉时间、不同时间点[麻醉前(T0)、麻醉诱导后5 min(T1)、手术30 min(T2)、术毕(T3)]心率、平均动脉压(MAP)、脑电双频谱指数(BIS),术后1、6、12、24 h疼痛视觉模拟评分法(VAS)评分、自主呼吸恢复时间、睁眼时间和拔除气管导管时间.记录两组不良反应的发生率.结果 夜间组丙泊酚和瑞芬太尼用量分别为(715.50±77.76)、(2.20 ±0.24)mg,明显低于日间组[(754.43±81.12)、(2.40±0.32)mg],差异均有统计学意义(P＜0.05);夜间组和日间组手术时间和麻醉时间比较,差异无统计学意义(P＞0.05).夜间组和日间组T0、T,、T2、T3时心率和MAP比较,差异均无统计学意义(P＞0.05);夜间组T1和T2时BIS值分别为47.48±3.31、47.18±3.08,明显低于日间组(50.50± 3.05、51.12±3.19),差异均有统计学意义(P＜0.05).夜间组术后1、6、12 h时疼痛VAS评分分别为(2.94±0.80)、(2.48±0.44)和(1.93±0.35)分,均明显低于日间组[(3.03±0.72)、(2.15±0.55)、(2.00±0.57)分],差异均有统计学意义(P＜0.05).夜间组术后自主呼吸恢复时间、睁眼时间和拔除气管导管时间分别为(6.02±1.45)、(12.04± 2.51)、(18.12±2.09)min,明显短于日间组[(9.40±1.73)、(14.43±2.83)、(20.45±2.16)min],差异均有统计学意义(P＜0.05).日间组和夜间组的不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 近日节律对急诊全身麻醉中的右美托咪定诱导麻醉有一定影响,夜间患者对右美托咪定的镇静镇痛作用更敏感,麻醉药用量较日间减少.

目的:探讨慢性不可预见性应激状态下大鼠外周神经内分泌因子昼夜节律的表达特点.方法:成年雄性SD大鼠60只,随机分为模型组和对照组(n=30),采用束缚、摇晃、鼠笼倾斜、湿垫料、冷刺激、拥挤(整夜)、断食或断水、夹尾、昼/夜颠倒等慢性不可预知性温和刺激结合孤养方式,每天暴露于2种应激原中饲养21 d,建立抑郁症模型.测定应激前后大鼠糖水偏爱、旷场行为及高架十字迷宫行为学变化.连续24h分6个时间点(ZT1、ZT5、ZT9、ZT13、ZT17、ZT21)处死动物取血,每个时间点处死5只大鼠.放免法测定6个时间点血清促肾上腺皮质激素(ACTH)含量,ELISA法测定6个相同时间点血浆皮质酮(CORT)、褪黑素(MT)、血管活性肠肽(VIP)含量,采用单一余弦法比较2组大鼠上述各指标的节律周期、振幅、峰值相位、中值的变化特点.结果:与对照组相比,模型大鼠体重增加值明显降低(P＜0.01),各项行为学评分均显著减少(P＜0.01).慢性应激至抑郁样行为充分表达后,血浆ACTH、CORT的相位完全相反,时相大幅度提前,含量波动幅度减小,昼夜分泌节律紊乱;MT的24h分泌节律完全丧失且整体水平下降,表达量显著降低;VIP虽仍存在24h节律,但振幅明显降低,峰相位也延迟6h,且表达量显著提高.结论:慢性应激抑郁状态可导致大鼠外周神经内分泌激素的近日节律非同步于SCN,表现为昼夜节律性和激素分泌量的异常.

时间生物学主要研究生物节律的产生及生物钟的运行机制,2017年诺贝尔生理或医学奖的颁布再次引发人们对该领域诸多科学问题的高度关注.生物钟与日月运行引起的环境信号周期性保持同步,有利于生物节律的相位和组织稳态的精确维持.本文介绍了生物节律现象的早期研究及随后生物钟理论体系建立的发展简史,并结合2017年诺贝尔生理或医学奖的解读阐述了果蝇生物钟基因的发现与分子调控机理,进而简单归纳当前时间生物学领域的前沿科学问题,阐明生物钟研究的意义.

目的 探讨不同光制对小鼠外周血免疫细胞近日节律的影响.方法 将144只雄性C57BL/6小鼠置于每12 h的光暗循环条件下饲养4周,按随机数表法将小鼠随机分为3组,第1组:24只保持原来的光制;第2组:60只,模拟向东飞行位相提前12 h;第3组:60只,模拟向西飞行位相延迟12 h.第1组在改变光制前1 d和改变光制后第21天进行外周血采样,第2、3组在改变光制后的不同天数(第2、4、7、14、21天)进行外周血采样.在一昼夜的4个时间点(9:00、15:00、21:00、3:00)进行外周血取样.检测外周血相关的免疫组分,包括白细胞总数、淋巴细胞百分比、CD4+淋巴细胞百分比、CD8+淋巴细胞百分比、单核细胞及中性粒细胞计数,观察相关免疫细胞近日节律的变化.结果C57BL/6小鼠置于每12 h的光暗循环条件下饲养4周后,各免疫组分呈现不同的近日节律.随后在新光制下,外周血各免疫组分原有的近日节律发生了导引,模拟向西位相延迟组各免疫细胞的近日节律导引速度为2周,而模拟向东位提前组各免疫细胞的近日节律导引速度为3周.结论 在每 12 h 光暗循环条件下,小鼠外周血的各免疫组分存在此消彼长的现象,借此来维持免疫系统的平衡. 在新光制条件下,各免疫组分的近日节律受到了导引,相延迟组的免疫细胞近日节律导引速度快于位相提前组.

生物钟对生物机体的生存与环境适应具有着重要意义,其相关研究近年来受到人们的广泛关注.生物钟的重要性质之一是内源节律的周期性,当前的研究认为这种周期性是由生物钟相关基因转录翻译的多反馈环路构成核心机制调控着近似24 h的节律振荡.哺乳动物的生物钟系统存在一个多层次的结构,包括位于视交叉上核的主时钟和外周器官和组织的子时钟.虽然主时钟和子时钟存在的组织不同,但是参与调节生物钟的分子机制是一致的.近年来,通过正向、反向遗传学方法和表观遗传学的研究方法,对生物钟的分子机制的解析和认知愈发深入.本文在简单回顾生物钟基因发现历史的基础上,重点从遗传学和表观遗传学两个方面,从振荡周期的角度,对哺乳动物生物钟分子机制的研究进展进行了综述性介绍,以期为靶向调节生物钟来改善机体的稳态系统的研究提供参考,同时希望能促进时间生物学领域与更多其他领域形成交叉研究.

目的 探讨创伤性脑损伤(TBI)患者颅内压波动趋势对TBI预后的影响. 方法 采用回顾性病例系列研究分析2012年6月-2014年6月收治的30例TBI患者的临床资料,其中男21例,女9例;年龄(43.0±19.8)岁.在完成颅内压探头置入术后,分别对TBI患者的颅内压进行连续监测并每分钟记录一次数据.使用单一余弦法对记录的颅内压数据进行近日节律分析.选择近日节律参数振幅(A)与中值(M)的比值(A/M)来评估患者的生物节律.采用线性回归分析近日节律参数A/M与格拉斯哥昏迷评分(GCS)以及A/M与扩展格拉斯哥预后评分(GOS-E)的相关性. 结果 所有患者无论受伤的严重程度如何,监测到术后颅内压的波动均存在近日节律(P＜0.01).颅内压的近日节律参数A/M与患者出院时GCS呈正相关(R2 =0.346,F=14.797,P ＜0.01);颅内压的近日节律参数A/M与GOS-E呈正相关(R2=0.356,F=15.502,P＜0.01). 结论 TBI患者的颅内压存在近日节律;颅内压近日节律的波动趋势可能与TBI患者的预后有一定相关性.

目的 光线作为授时因子,调控机体昼夜节律.夜间过度照明导致光污染,会干扰昼夜节律,进而对机体产生不良影响.文章针对过度光照对于女性生殖内分泌的不良影响及寻求有效的治疗方法,开展动物实验. 方法 筛选出185只动情周期正常的2月龄性成熟雌性SD大鼠,随机抽签法选取60只入对照组,给予正常光照条件.剩余大鼠给予光照强度为(300± 20) lux的24 h/d持续光照的条件造模,持续50d,以期获得生殖节律紊乱模型.将成模大鼠(100只)随机数字表法分为模型组(n=50)和中药组(n=50),中药组给予滋阴补阳序贯中药治疗.模型组和对照组给予等体积等渗盐水灌胃,观察各组大鼠动情周期的变化.20d后,分时动态采血,比较各组大鼠雌二醇(E2)、孕酮(P)、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)及褪黑素水平,评估中药治疗效果,并初步从褪黑素角度阐释作用机制. 结果 在第1天,模型组和中药组E2水平明显低于对照组(P＜0.05),第2天中药组显著高于对照组(P＜0.05),第3天中药组和模型组E2显著高于对照组(P＜0.05).对照组孕酮在动情前期和动情期较低,动情后期及间期升高,而中药组和模型组波动比较小.在第3天和第4天,模型组孕酮水平显著低于中药组和对照组(P＜0.05).第1天,模型组LH水平[(249.8±50.2) mIU/mL]及中药组[(83.4±37.3) mIU/mL]均显著低于对照组[(420.0± 100.4) mIU/mL](P＜0.05).第1天,模型组及中药组FSH表达均显著低于对照组(P＜0.05),在第4天,中药组显著低于对照组和模型组(P＜0.05).各组褪黑素比较显示,对照组褪黑素呈现昼低夜高的近日节律变化,最高值几近最低值的5倍;而模型组和中药组均未见明显近日节律变化. 结论 持续光照可导致大鼠动情周期严重紊乱,丧失节律,中药具有诱导周期重建的作用.持续光照可导致大鼠内分泌紊乱,E2、FSH、LH峰不能形成,排卵障碍,黄体功能不足,中药具有诱导排卵及黄体支持的作用.持续光照可破坏褪黑素的近日节律,中药具有升高褪黑素的作用,这有可能是中药起效的机制.

目的:观察持续光照对大鼠卵巢、子宫的影响及中药干预作用.方法:185只动情周期正常的2月龄性成熟雌性SD大鼠,随机选取60只入对照组,予正常光照.剩余大鼠给予光照强度为(300±20) lux的24 h/d持续光照的条件,持续50 d,造成昼日节律紊乱.将成模大鼠随机分为模型组(n=50)和中药组(n=50).中药组给予滋阴补阳序贯中药治疗,其余两组给予等体积生理盐水灌胃,观察各组大鼠动情周期的变化.20 d后,测定大鼠褪黑素水平,留取卵巢、子宫,行HE染色后进行形态学评估.结果:对照组大鼠呈现规律的动情周期变化,模型组大鼠表现为几乎持续的阴道角化细胞,而中药组大鼠可间或出现动情前期、动情后期、动情间期.对照组褪黑素呈现昼低夜高的近日节律变化,模型组与中药组丧失了近日节律,在夜间显著低于对照组,在白间高于对照组;中药组褪黑素22:00显著高于模型组.模型组大鼠卵巢湿重低于对照组和中药组.卵巢形态学比较,对照组可见较多的发育中的卵泡和黄体,而模型组表现为成熟卵泡和黄体减少,囊状扩张的卵泡和退化黄体增多.中药组成熟卵泡和黄体高于模型组,囊肿卵泡和退化黄体低于模型组,囊肿卵泡高于对照组.子宫形态学比较,模型组腺上皮增生活跃,腺体发达,形态评分显著高于对照组和中药组.结论:持续光照可导致大鼠动情周期紊乱,卵巢、子宫损伤,中药可以诱导周期重建,对于卵巢和子宫具有保护作用,机制可能与中药提高褪黑素水平有关.

目的 观察小鼠脾脏、胸腺及外周血相关bmal1,per1基因的表达特点.方法 将24只C57BL/6小鼠在光照-黑暗交替(12L/12D)的光制条件下饲养4周后,分别在一昼夜的4个时相点(9:00,15:00,21:00,3:00)取脾脏、胸腺及外周血,然后分别分离免疫细胞,并利用实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,qPCR)检测小鼠脾脏、胸腺及外周血中的bmal1,per1两种节律基因的mRNA水平.最后,通过余弦函数获取节律相关参数,并经振幅F检验分析这两种节律基因的表达是否具有近日节律.结果 bmal1,per1两种基因在脾脏、胸腺和外周血中存在明显的近日节律,各基因的峰值明显高于谷值(P均＜0.01).bmal1在脾脏、胸腺中及外周血的峰值相位时间分别为20:21,22:06和16:53左右,per1基因在脾脏、胸腺和外周血中的峰值相位时间分别为6:22,17:37和16:45左右;bmal1基因在脾脏、胸腺及外周血表达的峰值分别是谷值的15倍、24倍和6.7倍;而per1基因在脾脏中、胸腺表达的峰值分别是谷值的4倍、7.4倍和3.3倍.per1基因在脾脏中的负反馈调节作用时间最早,但其表达水平振荡幅度却不是最大.结论 bmal1,per1两种节律基因在胸腺、脾脏及外周血中存在明显近日节律性,但这两种节律基因在胸腺、脾脏及外周血的峰值时间、振幅各不相同,提示bmal1,per1两种节律基因在这些组织中的节律调节作用的强度不同.