Teplotní synchronizace fetálních cirkadiánních hodin

Abstract

Suprachiasmatická jádra (SCN) hrají v dospělém organismu klíčovou roli jako hlavní cirkadiánní oscilátor, jehož rytmus je stabilní a teplotně kompenzovaný. Během fetálního vývoje nebyla míra teplotní odolnosti v SCN dostatečně prozkoumaná. Cílem této práce bylo experimentálně ověřit, zda změny tělesné teploty mohou být potenciálním nesvětelným mateřským signálem a synchronizovat fetální cirkadiánní rytmy. Výzkum využívá organotypické explanty SCN odebrané z transgenního myšího modelu mPer2Luc , který umožňuje sledování cirkadiánní aktivity proteinu PER2 pomocí bioluminiscence v reálném čase. Výsledky ukázaly, že fetální SCN jsou na změny teploty citlivé. Opakované teplotní cykly měly signifikantní synchronizační účinek na fetální SCN a obnovily rytmicitu u vzorků se slabými oscilacemi. Farmakologická inhibice proteinu HSF1 pomocí kvercetinu částečně utlumila odpověď fetálních hodin na teplotní cykly. Zjištěné hodnoty teplotního koeficientu Q10 naznačují nižší stupeň teplotní kompenzace ve fetálním SCN oproti dospělým jedincům. Tato práce porovnává rozdíly ve vlastnostech cirkadiánních hodin ve fetálním a plně vyvinutém SCN, přispívá k porozumění vývoje cirkadiánních oscilátorů a otevírá prostor pro další výzkum mateřské synchronizace. Klíčová slova: cirkadiánní hodiny, teplotní synchronizace,...

The suprachiasmatic nuclei (SCN) play a key role in the adult organism as a major circadian oscillator whose rhythm is stable and temperature-compensated. Temperature resistance in the SCN has not been well understood during fetal development. The aim of this study was to experimentally test whether changes in body temperature could be a potential non-light maternal signal and synchronize fetal circadian rhythms. The research uses organotypic SCN explants taken from the mPer2Luc transgenic mouse model, which allows monitoring of the circadian activity of the PER2 protein by real-time bioluminescence. The results showed that fetal SCN is sensitive to temperature changes. Repeated temperature cycles had a significant synchronizing effect on fetal SCN and restart the dampened oscillations. Pharmacological inhibition of the HSF1 protein by quercetin partially inhibited the response of the fetal clock to temperature cycles. The values of the temperature coefficient Q10 suggest a lower degree of temperature compensation in the fetal SCN compared to adults. This work compares the differences in circadian clock properties in fetal and fully developed SCN, contributes to the understanding of the development of circadian oscillators and opens the way for further research on maternal synchronization....