“日出而作，日落而息”，地球上大部分生物從幾十萬(wàn)年前就開(kāi)始就遵從這種大自然的特殊規律。當然日常生活中人們也并沒(méi)有非常在意這中自然規律/現象，直到現代醫學(xué)的發(fā)展進(jìn)步才讓我們將這種順應自然的規律同生物鐘畫(huà)起了等號。當然隨之而來(lái)的就是科學(xué)家們對生物鐘的各種深度研究。

　　很多科學(xué)研究都發(fā)現，人類(lèi)生活中各種行為的發(fā)生都與生物鐘直接相關(guān)。而生物鐘一旦被打破，則會(huì )對人類(lèi)健康的影響帶來(lái)巨大變化；有研究人員就發(fā)現，機體生物鐘的紊亂和多種癌癥的發(fā)生密切相關(guān)，當然研究人員還對生物鐘在維持機體健康的重要性上進(jìn)行了大量研究，同時(shí)也取得了一定的成績(jì)，本文中小編就對近年來(lái)機體生物鐘研究領(lǐng)域的相關(guān)進(jìn)展進(jìn)行了盤(pán)點(diǎn)整理，分享給各位！

　　【1】Immunity重磅！生物鐘控制淋巴細胞運動(dòng)及免疫反應強度

　　慕尼黑大學(xué)（LMU）的研究人員首次發(fā)現生物鐘可以控制淋巴細胞運動(dòng)，因此一天中不同時(shí)間點(diǎn)免疫系統對病原體產(chǎn)生的免疫反應強度不同，這可能有助于優(yōu)化疫苗的使用。

　　淋巴細胞在身體適應性免疫過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要作用，而適應性免疫對識別和清除細菌及病毒病原體至關(guān)重要。淋巴細胞在血液和淋巴系統中循環(huán)，并且它們根據生理節律運動(dòng)，這種節律與日夜交替同步，周期接近24小時(shí)。LMU的生理學(xué)家ChristophScheiermann和DavidDruzd在最新一期《Immunity》上發(fā)表研究表明一天中不同時(shí)間點(diǎn)的適應性免疫反應的強度不一樣。他們是合作研究中心914的成員，這個(gè)中心由德國科學(xué)基金會(huì )（DFG）資助，致力于分析白細胞在人體內的運動(dòng)模式。

　　受歐洲研究委員會(huì )啟動(dòng)研究基金和DFG的資助，ChristophScheiermann博士開(kāi)始研究這些細胞如何在身體內循環(huán)以監視入侵的病原體及病變的細胞，以及淋巴細胞運動(dòng)如何調節免疫反應。

　　【2】研究發(fā)現生物鐘影響人體對病毒抵抗力

　　英國劍橋大學(xué)發(fā)布的一項研究顯示，人體在一天中不同時(shí)段對病毒感染的抵抗力會(huì )出現較大變化，這主要是因為人的生物鐘會(huì )影響病毒復制以及擴散的能力。

　　他們說(shuō)，當一種病毒入侵人體內后，會(huì )“劫持”細胞內的各種運行機制和資源，從而在人體內快速復制和擴散。然而在生物鐘的調節下，這些資源的數量在不同時(shí)段會(huì )出現很大波動(dòng)，這就對病毒相關(guān)活動(dòng)產(chǎn)生影響。生物鐘調節著(zhù)人體多項生理功能，包括睡眠規律、體溫、免疫系統以及激素分泌等，而生物鐘又與Bmall等多個(gè)基因相關(guān)。

　　為驗證這種理論，團隊在實(shí)驗室中觀(guān)察了小鼠在一天的不同時(shí)段中感染皰疹病毒產(chǎn)生的反應。他們發(fā)現，如果小鼠在早上感染了病毒，它們體內的病毒復制程度10倍于那些當天10小時(shí)后才感染的小鼠。研究人員隨后在移除了Bmall基因的小鼠身上重復相同實(shí)驗。結果顯示，不論小鼠在一天中哪個(gè)時(shí)段感染病毒，病毒復制都處在非常高的水平，這顯示了生物鐘在其中具有的影響力。

　　【3】Cell子刊：生物鐘紊亂和癌癥發(fā)展密切相關(guān)

　　有關(guān)癌癥危險因素的大型研究發(fā)現，夜班工作的人會(huì )增加患癌幾率。麻省理工學(xué)院的生物學(xué)家已經(jīng)發(fā)現解釋這種高風(fēng)險的可能原因。

　　在人類(lèi)和其他生物體中，生物鐘通過(guò)光來(lái)調節人體生理學(xué)的關(guān)鍵時(shí)間，從而控制細胞新陳代謝和分裂等活動(dòng)。在一項小鼠研究中，控制細胞晝夜規律的兩個(gè)基因也可對腫瘤有抑制功能。

　　這兩種基因缺失或中斷正常的明暗交替周期就會(huì )導致其腫瘤抑制功能下降，使得腫瘤不斷發(fā)展。

　　“不管你以什么方式擾亂生物鐘似乎都會(huì )促進(jìn)腫瘤發(fā)生。”研究者說(shuō)。

　　【4】Cell：特殊“生物鐘”可促進(jìn)細胞分裂周期的運行

　　細胞每分裂一次，就會(huì )復制一次DNA，隨后將DNA的每一個(gè)拷貝分配到兩個(gè)子代細胞中，細胞分裂事件往往會(huì )被復雜調控，同時(shí)也受到細胞周期蛋白的影響，近日，刊登在國際著(zhù)名雜志Cell上的一項研究報道中，來(lái)自洛克菲勒實(shí)驗室的研究人員通過(guò)研究使得細胞周期蛋白可以直接對細胞周期調控性的基因表達進(jìn)行控制，研究者指出，如果細胞周期蛋白可以被完全消除，那么酵母細胞就不會(huì )進(jìn)行周期性的基因表達，同時(shí)也不會(huì )完成細胞周期循環(huán)。

　　研究者SahandJamalRahi表示，任何事情都會(huì )以一種特定的次序發(fā)生來(lái)確保其所所得產(chǎn)物是恰如其分的，首先多樣性的細胞結構就必須合理復制，隨后DNA再被復制并且獲得合適的支架，隨后才能支持細胞進(jìn)行最終的分裂，而這一系列事件都必須在指定的時(shí)間內遵循一定的協(xié)調性模式。

　　Rahi還表示，那么問(wèn)題就是，在工廠(chǎng)地面的正中間放著(zhù)一塊“生物鐘”，其可以告訴我們何時(shí)開(kāi)始工作？類(lèi)似地，細胞周期蛋白調節細胞周期的模式同這種特殊生物鐘一樣，一旦遵循這樣的模式，蛋白質(zhì)的產(chǎn)生就具有一定獨立性，這就好比工廠(chǎng)里的工人一樣獨立完成自己應該完成的任務(wù)。

　　【5】Science：基因圖譜展示生物鐘調節胰島素

　　最近，美國西北大學(xué)的研究人員發(fā)表了一項最新研究進(jìn)展，他們發(fā)現了機體生物鐘用以調節胰腺beta細胞合成分泌胰島素，控制血糖水平的全新基因圖譜，這項發(fā)現將促進(jìn)糖尿病新治療方法的開(kāi)發(fā)。

　　機體生物鐘能夠根據地球上的24小時(shí)晝夜循環(huán)對進(jìn)食和睡眠等行為進(jìn)行協(xié)調，同時(shí)還會(huì )調節機體的生理活動(dòng)，如代謝。在腦內有一個(gè)主要生物鐘，而在其他獨立器官內也存在一些次級生物鐘。當基因，環(huán)境或是機體的一些行為擾亂了這些生物鐘的協(xié)同性，就會(huì )出現代謝紊亂。

　　之前發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nature上的一項研究已經(jīng)證明胰腺內的生物鐘對于調節小鼠胰島素分泌，平衡血糖水平具有至關(guān)重要的作用。敲除小鼠的生物鐘基因會(huì )導致肥胖和2型糖尿病的發(fā)生，但如果想要通過(guò)調節生物鐘達到治療肥胖及相關(guān)代謝疾病的目的，那就需要對其中的機制進(jìn)行更加深入的了解。

　　【6】NatureNeuroscience：人體生物鐘新調節機制

　　一個(gè)國際科學(xué)家團隊發(fā)現了，什么可以作為我們機體內部生物鐘的分子重置按鈕。他們的這個(gè)發(fā)現，揭示了一個(gè)潛在的治療一系列疾病的靶點(diǎn)，例如，常常與時(shí)差，倒班和夜間光照有關(guān)的疾病，如從睡眠紊亂到行為，認知和代謝失常，還有神經(jīng)精神疾病，如抑郁癥和自閉癥。

　　由蒙特利爾McGill和Concordia大學(xué)的研究人員們發(fā)表在4月27日NatureNeuroscience上的一篇文章報道，當磷酸在大腦中和一個(gè)關(guān)鍵的蛋白相結合，人體的生物鐘就會(huì )被重置。這個(gè)過(guò)程，即已知的磷酸化，是由光線(xiàn)所促發(fā)的。事實(shí)上，光線(xiàn)刺激了一種名為期蛋白的特殊蛋白合成，這種蛋白在生物鐘重置鐘起到了關(guān)鍵的作用，從而，將生物鐘節律和日常周期環(huán)境同步化。

　　對晝夜節律的闡釋

　　“這項研究第一次發(fā)現了一種機制，可以用來(lái)解釋光線(xiàn)如何在大腦中調節蛋白合成，接下來(lái)如何影響生物鐘的功能，”McGill大學(xué)生化系教授，文章的通訊作者NahumSonenberg說(shuō)。

　　【7】Cell：首次發(fā)現腸道微生物運動(dòng)或會(huì )影響宿主的晝夜節律

　　甚至是腸道微生物也有著(zhù)自己的生活規律，就好像時(shí)鐘一樣，它們會(huì )在部分腸道粘膜組織中開(kāi)始每天的生活，向左或向右移動(dòng)幾微米，隨后在回到原來(lái)的位置，日前一項刊登于國際雜志Cell上的研究報告中，來(lái)自魏茨曼科學(xué)研究學(xué)院的研究人員通過(guò)對小鼠進(jìn)行研究發(fā)現，腸道微生物定期的運動(dòng)或許會(huì )通過(guò)將腸道組織暴露于不同微生物或一些代謝產(chǎn)物中，從而影響宿主的晝夜節律。

　　研究者EranElinav說(shuō)道，這項研究揭示了原核生物和真核生物，以及哺乳動(dòng)物有機體和寄生在宿主體內的微生物菌群之間行為的互聯(lián)機制，這些群體之間能夠發(fā)生相互作用并且被彼此互相影響。此前研究中研究者發(fā)現，我們機體的生物鐘能夠同機體微生物菌群的生物鐘協(xié)同工作，而且干擾小鼠機體的睡眠模式并且給其多次喂食就能夠誘導小鼠機體腸道微生物菌群的行為改變。

　　【8】eLife：控制機體晝夜節律鐘同步的特殊基因

　　近日，刊登在國際雜志eLife上的一篇研究論文中，來(lái)自索爾克研究所的科學(xué)家們通過(guò)研究鑒別出了一種可以調節睡眠覺(jué)醒晝夜節律的基因，這種名為L(cháng)hx1的基因或許就為研究人員提供了一個(gè)新型靶點(diǎn)，供其開(kāi)發(fā)幫助夜班工人及時(shí)差綜合癥患者改善晝夜節律的療法，同時(shí)也為開(kāi)發(fā)治療一系列睡眠障礙的靶向療法提供思路。

　　機體中每個(gè)細胞都存在一種特殊的“生物鐘”，即一種含量豐富的蛋白質(zhì)，其水平可以隨著(zhù)24小時(shí)有節律地升高或降低，負責建立循環(huán)生理節律及維持機體細胞同步的主時(shí)鐘位于大腦下丘腦的視交叉上核中，視交叉上核（SCN）大腦下丘腦中一塊較小的緊密型區域，該區域包含有大于2萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元細胞。

　　這項研究中，研究人員破壞了小鼠的光暗循環(huán)周期，并且比較其它小鼠SCN中成千上萬(wàn)個(gè)基因的表達情況，最終發(fā)現有213個(gè)基因對SCN較為特殊，通過(guò)進(jìn)一步篩選，研究人員最終發(fā)現了僅有一個(gè)基因（即Lhx1）對光的反應處于抑制狀態(tài)。研究者ShubhrozGill表示，至今沒(méi)有人發(fā)現基因Lhx1在SCN中所扮演的角色，我們都知道該基因對于神經(jīng)發(fā)育非常重要，缺失該基因的小鼠并不能存活，而這項研究也是首次揭示了該基因作為一個(gè)主要調節子來(lái)調節個(gè)體的晝夜循環(huán)節律的。

　　【9】CellRep：飲食可影響人類(lèi)機體的晝夜節律鐘

　　食物不僅可以為我們機體供應能量，而且其也可以影響我們機體自身內部的生物鐘，而生物鐘可以調節人類(lèi)行為及生物學(xué)許多方面的晝夜節律；近日，刊登在國際雜志CellReports上的一篇研究論文中，來(lái)自日本山口大學(xué)的研究人員通過(guò)研究揭示了如何通過(guò)飲食控制來(lái)調節我們機體的生物鐘，這或許可以幫助治療人類(lèi)多種疾病，并且可以揭示胰島素在重置生物鐘過(guò)程中發(fā)揮的作用。

　　內部生物鐘或晝夜節律鐘在機體首選睡眠時(shí)間、保持頭腦清醒及機體特定的生理學(xué)過(guò)程中扮演著(zhù)重要角色，生物鐘可以使得機體的基因在每天的合適時(shí)間得到最大化表達，從而使得有機體適應地球的旋轉。研究者M(jìn)akotoAkashi教授表示，生理學(xué)和環(huán)境節律之間的慢性失調不僅可以降低個(gè)體生理學(xué)的表現，而且會(huì )驅動(dòng)人類(lèi)多種障礙帶來(lái)一定風(fēng)險，比如引發(fā)糖尿病、心腦血管疾病及癌癥等。

　　【10】JBC：科學(xué)家發(fā)現可影響機體晝夜節律的新型化合物

　　近日，來(lái)自斯克里普斯研究所(TheScrippsResearchInstitute)的研究人員通過(guò)研究發(fā)現了一種可以潛在改變機體晝夜節律的兩個(gè)新型化合物，晝夜節律是一種非常復雜的生理學(xué)過(guò)程，機體主要表現為對白天和黑夜24小時(shí)循環(huán)的不同反應，晝夜節律在大多數活體生物機體中都存在，相關(guān)研究成果刊登于國際雜志theJournalofBiologicalChemistry上。

　　文章中研究者指出的化合物中，至少有一種可以被開(kāi)發(fā)成為化學(xué)探針來(lái)為治療一系列疾病，包括肥胖和糖尿病等，研究者表示主要對一組名為REV-ERBs的蛋白質(zhì)進(jìn)行相關(guān)研究，該蛋白質(zhì)組是一個(gè)蛋白質(zhì)超家族組，其在調節晝夜節律生理學(xué)、代謝及免疫功能方面扮演著(zhù)重要角色。

　　這項最新研究中，研究者發(fā)現了兩種化合物：鈷原卟啉（CoPP）和鋅原卟啉(ZnPP)可以直接同REV-ERBs結合；一般情況下REV-ERBs可以被血紅素分子調節，而血紅素可以結合血紅蛋白，從而幫助機體將氧氣從血管中運輸到細胞中，另外血紅素在細胞能量產(chǎn)生過(guò)程中也發(fā)揮著(zhù)重要作用，當血紅素激活REV-ERBs后，鈷原卟啉（CoPP）和鋅原卟啉(ZnPP)就可以直接抑制REV-ERBs。