《The Journal of Physiology》：Differential effects of sex and age on daily and infradian rhythms of mice
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本文通过系统分析年轻与中年雌雄小鼠在单独饲养条件下的运动（跑轮）与摄食行为节律，揭示了性别和年龄对生物钟（ circadian rhythm）及超昼夜节律（infradian rhythm，>24小时）的差异化调控。研究发现，中年小鼠（尤其雌性）表现出更精确的日节律，且活动向光照期偏移；年轻雌鼠具有显著的5天节律（与动情周期相关），而雄鼠则更多呈现10天节律。此外，中年小鼠（尤其中年雌性）在单独饲养后体重下降更显著，且行为节律间的交互复杂性随年龄增长而增加。本研究强调了在时间生物学研究中纳入性别与年龄因素的重要性，为理解年龄相关代谢与行为疾病的易感性提供了新视角。
引言
生物节律在生物体适应周期性环境变化中发挥关键作用，包括约24小时的昼夜节律（circadian rhythm）和周期大于24小时的超昼夜节律（infradian rhythm）。哺乳动物的昼夜节律由下丘脑视交叉上核（SCN）主导，调控睡眠、活动、激素分泌和代谢等过程。超昼夜节律（如人类月经周期、小鼠动情周期）的机制则涉及多组织协同作用。近年研究表明，性别和年龄显著影响节律特征，但二者对昼夜与超昼夜节律的交互作用尚不明确。本研究通过长期监测单独饲养的小鼠行为，系统探讨了性别与年龄对节律模式的影响。
材料与方法
实验使用年轻（3–7月）和中年（8–16月）雄性与雌性PER2::LUC转基因小鼠，在可控光周期（12小时光照:12小时黑暗，LD）或持续黑暗（DD）条件下单独饲养，记录其跑轮运动、饮水和摄食行为。通过Lomb-Scargle周期图分析节律周期与强度，采用滑动窗口谱图评估节律稳定性，并利用环形统计比较日活动模式。体重每10天记录一次，以评估单独饲养的生理影响。
结果
1. 运动活动的昼夜节律差异
中年雌雄小鼠均表现出光照期活动增加，且中年雌鼠每日跑轮持续时间显著长于年轻雌鼠。在DD条件下，中年雌鼠的昼夜节律强度（光谱功率）低于中年雄鼠，表明其内源性节律更依赖外界光周期调控。年轻雌鼠的活动起始与终止时间变异性较高，提示其节律稳定性较差。
2. 摄食行为的节律特征
中年雌鼠在光照期的饮水行为增加，且每日摄食持续时间延长。年轻雌鼠在DD条件下的饮水和摄食节律周期显著长于24小时，而其他组别无此现象，说明光周期对年轻雌鼠摄食节律具有约束作用。中年雄鼠的摄食行为更集中于黑暗期，节律峰值时间更规律。
3. 超昼夜节律的性别与年龄特异性
年轻雌鼠在跑轮、饮水和摄食行为中均表现出强烈的5天节律（与动情周期同步），而中年雌鼠该节律显著减弱。雄鼠几乎无5天节律，但年轻和中年雄鼠均呈现显著的10天节律（可能与笼具更换周期相关）。当笼具更换频率改为7天后，雄鼠的10天节律消失，表明环境周期可影响该节律。
4. 节律间关联性与体重变化
年轻雌鼠的日节律与超昼夜节律间存在正相关，而中年雌鼠的节律网络更复杂，包括正负相关性。单独饲养后，中年小鼠体重下降更明显，其中中年雌鼠体重损失最显著。在雌鼠中，较强的日节律与较大体重损失相关，而较强的5天节律与较小体重损失相关；雄鼠则呈现相反趋势。
讨论
本研究揭示了性别与年龄对生物节律的差异化调控：雌鼠节律易受年龄相关激素变化（如动情周期衰退）影响，而雄鼠更易响应外部环境周期。中年雌鼠节律模式的变化（如5天节律减弱、日节律增强）可能与其代谢适应能力下降相关。节律间复杂性的年龄相关性增加，提示衰老过程中多系统协调机制改变。这些发现强调了在时间生物学与衰老研究中整合性别因素的紧迫性。
局限性
未监测体温或能量代谢参数，且PER2::LUC转基因可能限制结论的普适性。未来需结合分子机制研究（如SCN可塑性、外周时钟调控）以深入解析节律衰老的生物学基础。
