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GABA in the suprachiasmatic nucleus refines circadian output rhythms in mice.
Communications Biology ( IF 5.2 ) Pub Date : 2019-06-21 , DOI: 10.1038/s42003-019-0483-6 Daisuke Ono 1, 2 , Ken-Ichi Honma 3 , Yuchio Yanagawa 4 , Akihiro Yamanaka 1, 2 , Sato Honma 3
Communications Biology ( IF 5.2 ) Pub Date : 2019-06-21 , DOI: 10.1038/s42003-019-0483-6 Daisuke Ono 1, 2 , Ken-Ichi Honma 3 , Yuchio Yanagawa 4 , Akihiro Yamanaka 1, 2 , Sato Honma 3
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In mammals, the circadian rhythms are regulated by the central clock located in the hypothalamic suprachiasmatic nucleus (SCN), which is composed of heterogeneous neurons with various neurotransmitters. Among them an inhibitory neurotransmitter, γ-Amino-Butyric-Acid (GABA), is expressed in almost all SCN neurons, however, its role in the circadian physiology is still unclear. Here, we show that the SCN of fetal mice lacking vesicular GABA transporter (VGAT-/-) or GABA synthesizing enzyme, glutamate decarboxylase (GAD65-/-/67-/-), shows burst firings associated with large Ca2+ spikes throughout 24 hours, which spread over the entire SCN slice in synchrony. By contrast, circadian PER2 rhythms in VGAT-/- and GAD65-/-/67-/- SCN remain intact. SCN-specific VGAT deletion in adult mice dampens circadian behavior rhythm. These findings indicate that GABA in the fetal SCN is necessary for refinement of the circadian firing rhythm and, possibly, for stabilizing the output signals, but not for circadian integration of multiple cellular oscillations.
中文翻译：
视交叉上核中的 GABA 可改善小鼠的昼夜节律输出节律。
在哺乳动物中，昼夜节律由位于下丘脑视交叉上核（SCN）的中央时钟调节，该中央时钟由具有各种神经递质的异质神经元组成。其中一种抑制性神经递质γ-氨基丁酸（GABA）几乎在所有SCN神经元中表达，但其在昼夜生理学中的作用仍不清楚。在这里，我们发现，缺乏囊泡 GABA 转运蛋白 (VGAT-/-) 或 GABA 合成酶、谷氨酸脱羧酶 (GAD65-/-/67-/-) 的胎儿小鼠的 SCN，在 24 小时内显示出与大量 Ca2+ 尖峰相关的爆发放电。 ，同步分布在整个 SCN 切片上。相比之下，VGAT-/- 和 GAD65-/-/67-/- SCN 中的昼夜节律 PER2 节律保持不变。成年小鼠 SCN 特异性 VGAT 缺失会抑制昼夜节律行为。这些发现表明胎儿 SCN 中的 GABA 对于完善昼夜节律以及可能稳定输出信号是必需的，但对于多种细胞振荡的昼夜节律整合不是必需的。
更新日期：2019-06-21
中文翻译：
视交叉上核中的 GABA 可改善小鼠的昼夜节律输出节律。
在哺乳动物中，昼夜节律由位于下丘脑视交叉上核（SCN）的中央时钟调节，该中央时钟由具有各种神经递质的异质神经元组成。其中一种抑制性神经递质γ-氨基丁酸（GABA）几乎在所有SCN神经元中表达，但其在昼夜生理学中的作用仍不清楚。在这里，我们发现，缺乏囊泡 GABA 转运蛋白 (VGAT-/-) 或 GABA 合成酶、谷氨酸脱羧酶 (GAD65-/-/67-/-) 的胎儿小鼠的 SCN，在 24 小时内显示出与大量 Ca2+ 尖峰相关的爆发放电。 ，同步分布在整个 SCN 切片上。相比之下，VGAT-/- 和 GAD65-/-/67-/- SCN 中的昼夜节律 PER2 节律保持不变。成年小鼠 SCN 特异性 VGAT 缺失会抑制昼夜节律行为。这些发现表明胎儿 SCN 中的 GABA 对于完善昼夜节律以及可能稳定输出信号是必需的，但对于多种细胞振荡的昼夜节律整合不是必需的。
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