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科研教学

An Expert Column

该睡不睡 真的会“肝儿疼”...《Cell》发现器官独立于大脑而昼夜响应

Paolo Sassone-Corsi 图片来源:UCI

北京时间5月31日,发表在《Cell》上的一项研究中,美国加州大学欧文分校(UCI)与西班牙巴塞罗那生物医学研究所的科学家利用经过特殊培育的小鼠分析了调节新陈代谢的内部时钟网络。

当夜深人静时的你还在盯着电视或手机屏幕时,你的肝脏能感觉到吗?
 

这项研究告诉我们,显然是这样的,当你的“不自觉”被检测到时,器官会打乱你的昼夜节律,让你更容易出现健康问题。
 

众所周知,昼夜节律控制着全天的生理机能。在细胞水平上,时钟调节是由一个自我维持的bmal1节律振荡器网络建立的。然而,目前科学家们还不清楚不同的组织是如何实现同步生理节律的。是独立对环境信号做出反应的?还是需要相互作用才能做到这一点?
 

过去,虽然研究人员怀疑身体的各种生物钟可以独立于大脑下丘脑的中央时钟运作,但苦于没有办法测试这一假设。
 

该研究通讯作者、UCI Donald Bren生物化学教授、表观遗传和代谢中心主任Paolo Sassone-Corsi表示,为了克服这一障碍,科学家们找到了如何使小鼠的整个昼夜节律系统失效并启动单个时钟的方法。在这项新研究中,他们成功激活了肝脏或皮肤内的时钟。

图片来源:《Cell》

研究团队表示,研究结果相当令人惊讶,没有人意识到光线会如此直接地影响肝脏或皮肤。例如,尽管包括大脑中央时钟在内的所有其他生物钟都被关闭了,但肝脏知道现在是什么时间,当白天变成黑夜时,肝脏会对光线变化做出反应,并维持其重要功能,比如准备在吃饭时消化食物,将葡萄糖转化为能量。
 

Sassone-Corsi说:“不知何故,肝脏的生物钟能够探测到光,大概是通过来自其他器官的信号。只有当小鼠长期处于黑暗中,肝脏的生物钟才会停止工作。”
 

在接下来的研究中,UCI和巴塞罗那的研究人员将逐步调整其他的内部时钟,以观察不同器官是如何相互交流的。
 

Sassone-Corsi解释说:“我们的发现对未来的影响是巨大的,有了这些小鼠,我们现在就可以开始破译控制我们昼夜节律、衰老过程和总体健康状况的代谢途径。”
 

在早期的研究中,Sassone-Corsi研究了生物钟是如何被睡眠不足、饮食和运动等因素重新调整的。如睡前暴露在电脑、电视或手机光线下也会扰乱内部时钟。


他说:“由于现代快节奏的生活方式,使人的昼夜节律系统更容易变得混乱。反过来,这会导致抑郁、过敏、早衰、癌症和其他健康问题。进一步的小鼠实验可能会发现使人的生物钟‘不那么失调’的方法。”

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