研究目的：昼夜节律紊乱与衰老过程及相关的神经退行性疾病呈正相关，这也与脑铁积累相关。然而，脑铁在调节生物节律中的作用尚不清楚。

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在本研究中，我们研究了脑铁水平对脑铁水平改变的小鼠自发运动活动的影响，并进一步探讨了在体外控制这些作用的潜在机制。

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结果：我们的研究结果表明，脑微血管内皮细胞中有条件敲除铁转运蛋白1（Fpn1）导致脑铁缺乏，随后导致运动活性增强和时钟基因表达增加，包括昼夜运动输出周期kaput蛋白（clock）和大脑和肌肉ARNT样1（Bmal1）。同时，在调节生物节律中起转录阻遏作用的周期昼夜节律调节剂1（PER1）的水平降低。相反，APP/PS1小鼠脑铁水平升高抑制了自主节律活动。

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结果：我们的研究结果还表明，与Fpn1flox/flox组相比，Fpn1cdh5-CKO小鼠的血清褪黑激素水平显着降低。相反，具有脑铁沉积的APP/PS1小鼠表现出比WT组更高的血清褪黑激素水平。此外，在人脑胶质瘤细胞系U251中，我们观察到去铁胺（DFO；铁螯合剂）或内源性FPN1过表达对铁限制后PER1表达降低。当通过补充柠檬酸铁铵（FAC）或通过转铁蛋白受体1（TfR1）过表达增加铁输入使U251细胞充满铁时，PER1蛋白水平升高。此外，我们在小鼠小脑星形胶质细胞（MA-c）中获得了与U251细胞相似的结果，我们在不同时间点收集了细胞，以研究核心时钟基因的节律表达以及DFO或FAC处理对PER1蛋白水平的影响。

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结论：这些发现共同表明，铁水平的改变通过调节PER1的表达来调节昼夜节律，从而调节分子昼夜节律时钟。总之，我们的研究确定了脑铁水平的调节作为治疗与年龄相关的昼夜节律紊乱的一个潜在的新靶点。

 

实验介绍及结论

01 实验介绍1

 

02 实验介绍2

03 实验结论

 

众实实验动物设备

  每只小鼠被安置在装有红外运动探测器的笼子里，该探测器连接到自动记录系统（大小鼠转轮节律监测系统，ZSLabmaze IV，北京众实迪创科技发展有限责任公司，北京，中国）。在整个实验过程中连续记录自发运动活动，并使用触发主软件（Labmaze动物行为轨迹分析软件V3.0，北京众实迪创科技发展有限责任公司，北京，中国）进行分析。

 

 

  ➤动物行为分析软件是一套通过摄像机和计算机，采用图像处理技术，自动跟踪和记录动物活动的通用型运动轨迹记录分析系统，可以应用在神经药理，学习记忆药理，抗衰老药理和新药神经系统等一般药理毒理研究，也可用于神经科学基础研究。适用于Morris水迷宫实验、开场实验、旷场实验、自发活动、避暗实验、等各种动物实验。除了具有自动跟踪记录动物活动轨迹的基本功能外，还具有通过事件记录器记录视频系统无法自动识别的各项动物行为事件、实验视频导入再分析、实验数据管理以及实时录像功能，并能够接收16路外部输入信号，控制12路外部输出信号，充分体现了自动化与灵活性相结合的优势。设置简单、操作灵活，具有很高的性价比。

  ➤转轮节律监测系统是通过在动物饲养环境中放置一个活动转轮来记录动物在饲养笼内的自发活动和用于昼夜节律的研究，实验简便、易于操作。广泛用于生物节律和活动量相关的研究、环境强化与脑认知的关系研究、动物模型的建立，例如亨廷顿病、多动症、药物成瘾、神经性厌食症等。仪器采用光电感应传感器记录转轮活动圈数，多个活动轮可构成一套系统。数据采集时控制单元可设置采样频率（如 10mS 一次采集），并记录动物在生物钟周期内活动的总时间、转轮运动圈数、平均速度、加速度、活动高峰时间分布等数据。软件自动统计出活动量随时间变化的情况。活动轮分外部和内部两种设计。