研究证实在哺乳动物脑内存在神经干细胞（Neural Stem Cells, NSCs），这些细胞在一定的条件下会产生新的神经元，称为神经发生。海马齿状回（Dentate Gyrus，DG）的神经发生具有持续终生的特点，其新生的神经元参与神经环路的重建，以及参与包括学习记忆在内的许多高级神经功能活动。海马DG处于静止状态的NSCs被激活后，可通过对称或不对称分裂产生新的干细胞或中间前体细胞，最后产生新的神经元或胶质细胞。近年来有文献报道脑内的神经发生与昼夜节律有关，且NSCs的激活呈现昼少夜多的现象，但其具体环路调控机制尚不明确。郭伟翔研究组的最新研究有望解答这个问题。

本研究对调控成体海马NSCs昼夜节律现象的环路进行了探索。目前被广泛研究的光调节觉醒环路是：视网膜→视交叉上核（Suprachiasmatic Nucleus，SCN）→下丘脑背内侧（Dorsomedial Hypothalamic，DMH）→蓝斑核（Locus Coeruleus，LC）通路。通过多个环路示踪实验，发现觉醒环路中LC可以直接投射到海马DG，并进一步证实是去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）能神经元。通过化学遗传学和钙成像等技术发现，LC-NE神经元以昼夜节律活动的方式调控成体海马神经发生，其机制是NE作用于干细胞膜受体ADRB3调控BMAL1的转录抑制而促进NSCs的增殖。本研究有助于解释神经精神类疾病患者生理节律紊乱后的致病机制，或为治疗这些疾病提供理论基础。

该研究在中国科学院遗传与发育生物学研究所郭伟翔实验室完成。于2024年2月发表在Proceedings of the National Academy of Sciences杂志。刘强博士为论文的第一作者，郭伟翔研究员为通讯作者。本研究得到科技创新2030-“脑科学与类脑研究”和国家自然科学基金的支持。