哺乳动物的许多生命过程都表现出接近24小时的自发节律周期,这些过程主要受到核心生物钟的调控,也被许多钟基因控制的下游基因所影响。然而目前对近日节律的研究大部分来自于实验室的夜行啮齿类,一些研究结果可能并不完全适用于人类。树鼩作为攀鼩目的代表,在进化上十分接近灵长类,同时因其具有类似于人的昼行特性,以及繁殖周期较短饲养成本较低等优点,在最近几年已被较多地应用于人类疾病的研究。然而到目前为止,很少有关于树鼩节律系统的报道,相关的钟基因以及下游受生物钟调控的节律基因的表达模式在树鼩中尚不清楚。本研究的目的是探究树鼩的节律活动模式以及节律基因在树鼩中的表达模式,主要的研究结果如下:(1)通过记录分析正常黑暗光照循环下树鼩的自发活动,我们再次证实了树鼩典型的昼行特性。同时我们发现驯养的雌性树鼩在白天的相对活动量要显著高于雄性(p=0.040),雌性树鼩活动开始的时间也显著早于雄性(p=0.002)。通过免疫组化染色,我们描绘了 BMAL1标记的雄性树鼩的下丘脑视交叉上核(SCN)的解剖结构,并发现树鼩SCN体积是小鼠的3-4倍大。我们通过qPCR检测了12个核心节律基因在雌雄树鼩不同中枢脑区和外周组织的表达情况,发现外周中的节律基因尤其是ARNTL和NPAS2振荡更强,而CLOCK和CRY2在中枢和外周中始终保持较弱的节律。此外外周组织中PER3,DBP和NR1D1的相位相比中枢脑区有2-4小时的显著提前,同时在雌性树鼩中CRY1的表达相位相对于雄性树鼩也有3-4小时的显著提前。与夜间活动的小鼠相比,这些核心节律基因在树鼩中有接近12小时的相位偏移。(2)通过高通量测序,我们获得了雌雄树鼩下丘脑和小脑的转录组表达数据。在检测到有表达的14721个基因中,140个雄性下丘脑的基因,539个雌性下丘脑的基因,1280个雄性小脑的基因,以及730个雌性小脑的基因表现出明显的节律振荡,而四组共有的振荡基因仅有19个。通过对树鼩节律基因进行KEGG通路富集分析,我们发现许多生物学过程都呈现节律振荡,其中内质网蛋白质加工通路显著富集在白天,而核糖体生物合成通路显著富集在夜晚。雌雄转录组的基因表达也表现出性别差异,下丘脑中更为明显,并且大部分差异基因在雌性中表达量更高。此外下丘脑的一些激素受体(例如肾上腺皮质激素受体和性激素受体)和神经肽类(例如血管加压素、血管活性肠肽等)在雌性和雄性中与一些节律调控基因呈现出相反的相关性,指示了在节律调控中可能存在的性别差异。与狒狒和小鼠的节律转录组相比,树鼩基因的表达相位与狒狒比较接近,而与夜行的小鼠呈接近反相的关系,并且来自野生型和BMAL1敲除鼠的不同的节律转录组数据进一步支持内质网蛋白质加工通路的节律性以及这一通路受到核心节律基因调控的可能性。(3)在长光照周期条件下,树鼩的节律活动出现activity onset延迟和activity offset提前两种模式。在持续光照条件下,树鼩的自发活动周期缩短,节律活动发生相位提前,同时核心节律基因的表达相位也发生提前。而在持续光照条件下小鼠的自发活动周期发生延长,节律活动发生相位提前,同时核心节律基因的表达相位也出现延迟,此外持续光照可以通过增强节律基因的节律性来维持小鼠内在节律。综上所述,本研究的结果表明节律基因的表达是相对保守的,树鼩的基因表达模式比较接近已有的昼行灵长类的,同时也具有不同于昼行灵长类和夜行啮齿类的独特性。这些发现为研究昼行节律提供了一定的分子生物学的基础,同时也有望推动树鼩成为下一个富有潜力的昼行节律动物模型。