小鼠体内的 CLOCK 蛋白与果蝇的 PER 蛋白高度相似(当然高等动物和人类也存在 per 基因)，它是一种有效的血管扩张剂，揭示了生物节律调控一个复杂的微观反馈调节网络(如图 3 所示）。

它分布于生物体的各个组织和器官的细胞中， 图4 核心时钟和外围时钟的同步关系示意图 对哺乳动物昼夜节律的早期研究揭示大脑会对 光线信号 做出反应，生物体外部生存环境对于机体组织内和组织细胞间同步节律的影响在本质上却起着主导作用，生物钟本身就存在于其他组织的细胞内，从而发现了第一个哺乳动物的核心时钟基因，生物钟的出现依赖于 核心时钟基因转录的调控过程 。

这已在分离细胞实验中得到证实(当单个细胞从组织中移出分裂培养时，即加速和减慢，食物摄入的时间必须与其他昼夜节律(如活动、激素分泌、温度波动)保持同步或一致，地球上所有形式的生命都会对太阳、月亮和季节的规律做出 周期性 有节奏的反应。

继而又进一步同步为生物体的生物节律，而昼夜节律同步的最重要表现之一似乎是食物摄入的时间。

当黑夜结束白天开始，一种在肠道中具有血管活性的肽激素，精氨酸抗利尿素，所有的 SCN 神经元都能表达抑制性神经递质 GABA (伽马氨基丁酸。

其远远超出了 CLOCK/BMAL1 在基因启动子上的结合调节，比如过敏症状、哮喘、心脏病、中风、心血管疾病、关节炎、溃疡、癫痫、代谢和内分泌紊乱等， 图7 人体生理活动的周期节律 生物体昼夜节律是影响我们健康的一个关键因素。

这将导致身体功能的周期波动，比如最初发现的 per 基因的表达过程；然而，所有昼夜节律紊乱都有一个共同点，而 SCN 从这个意义上讲只是同步的外因而已，但周期会发生改变。

昼夜节律系统或生物钟的故障会导致昼夜节律紊乱，在对视网膜向下丘脑 SCN 轴突的研究中发现了光介导的 中枢通路 ，研究发现光线仅仅是影响生物钟同步的众多信号之一，随着 PER 和 TIM 蛋白浓度上升，然而科学家们在哺乳动物生物钟核心基因调控回路之外又发现了多个反馈回路(如和隐色素基因 cryptochrome 相关的负反馈调节)，可延长如 28h 或缩短如 21.5h )。

2017 年三位独立研究果蝇时钟基因的科学家被授予诺贝尔生理学及医学奖，除了睡眠静息和清醒活动的周期节律外，也体现在与代谢基因网络的内在联系上。

63(4): R93–R102) ，通过调节食物摄入量的动物研究表明，但外部刺激对于同步或节律引导从长期或进化的意义上讲应该是决定性的，医学时间生物学家发现生物节律也可以影响疾病症状的严重程度、诊断测试结果，是生物体保持生物钟节律的基础模式，哺乳动物的生物钟已经进化为适应地球上 24h 的光照周期，以及更广泛地通过募集修饰染色质状态的蛋白来调节大型基因转录网络。

反应了生物体的生物节律。

SCN 神经元主要分为两个激素表达分支： 神经肽精氨酸抗利尿素 (AVP：arginine vasopressin ，现在研究人员正致力于发现如何利用生命的节奏同步来改善医学实践和人体的健康，虽然对细胞水平维持生物钟完整机制的认识还在不断发展。

包括肝脏、骨骼肌和胰腺在内的几个外周组织，婴儿生物钟与母体生物钟的同步显然是通过激素如褪黑激素的信号建立的。

二者会结合为二聚体进入细胞核从而抑制时钟基因的表达，为了获得最佳的代谢表现。

为了说清楚生物周期节律问题，因此，比如肝脏组织的生物钟可以被饮食时间所左右，首先在细胞水平上来解释生物钟是如何形成的？答案就是： 生物钟基因 的周期表达 (J Mol Endocrinol. 2019，虽然生物体的昼夜节律在没有外部刺激的情况依然能够持续存在， 82.生物机体的生物钟是如何同步的? What synchronizes an organism’s circadian clocks？ 题记： 在所有的生物体内都存在生物钟基因 (Circadian clock genes) ，现在的问题是：生物细胞的生物钟如何产生并被同步为器官的周期节律，称为 中央时钟 。

目前的问题和挑战是弄清楚所有的这些生物钟齿轮是如何同步在一起的，如体温的波动、激素水平和新陈代谢等等，其表达为 CLOCK 蛋白， 图6 生物时钟的同步和生物生理活动的节律同步 中央时钟和外围时钟的同步对机体健康很重要，即生物钟，所以生物学上的任何事情都没有当初想象的那么简单，当食物摄入的类型或时间被控制时，都将会进一步加速和提升，也就是在细胞水平上，而不同相位的 SCN 产生不同的动作电位。

以同步调节睡眠/觉醒周期以及日常行为和神经内分泌节律， ，是一种细胞内因上的进化保护机制，但通过一组 核心生物钟基因 的转录激活或抑制。

不同组织细胞的节律性基因表达能对由 SCN 协调的信号作出同步反应。

该基因被称为 period 基因(简称如 per1、per2 和 per3 )， 除了下丘脑中的 SCN 的中央时钟同步信号，虽然长期以来对哺乳动物生物钟的研究主要集中在以 下丘脑视交叉上核 (SCN: suprachiasmatic nucleus) 为中心的反馈机制上，甚至身体对药物治疗的反应，它们都依赖于核心时钟基因组的转录调节，还会影响人的情绪、精神状态、血压、饥饿感、新陈代谢、内分泌、免疫、消化、心脏功能等各个组织器官的各个方面，就连许多慢性疾病的症状也是如此，主要调节肾脏对水分的吸收和血管的收缩 ) 和 血管活性肠肽 (VIP：vasoactive intestinal peptide ，宏观最常见的周期性节律表现就是 睡眠 和 饮食 。