生物鐘紊亂如何導致疾病？

如今，隨著生活節奏越來越快，我們的作息已然構築在人為劃分的白天和黑夜上，以適應夜班、通宵、或因各種原因成了「空中飛人」。眾所周知，這樣一定會影響我們體內的生物鐘（晝夜節律），對健康造成威脅。如果我們篡改自己的晝夜節律，我們的健康也會被篡改。

晝夜節律控制著我們的新陳代謝，甚至可以說體內所有器官的功能都受其影響。然而，如果我們經常不遵守自然的晝夜循環，比如工作到深夜、長途旅行，或在黑夜中花過多時間看明亮的屏幕，我們的生物鐘就會發生紊亂。

近日，美國南加州大學、Scripps研究所和日本名古屋大學合作完成的一項新研究確認了一種關鍵機制，它將晝夜節律失調與更高的慢性病風險聯繫起來。該研究近日已發表在《美國國家科學院院刊（PNAS）》上。

研究通訊作者、南加州大學神經學、生物醫學工程和生物科學教授Steve Kay說：「流行病學研究持續不斷地揭示出現代生活方式與我們體內生物鐘越來越多的關聯，當這兩者發生衝突時，就會導致肥胖症和乳腺癌等疾病的發生。」他補充說：「這項研究已超越流行病學，它揭示出一種蛋白質在晝夜節律中扮演著雙重角色，並解釋了生物鐘紊亂如何導致疾病。」

打破微妙的平衡

在研究中，研究團隊關注於一種在細胞核中發現的蛋白質HNF4A。過去的研究認為該蛋白質參與肝臟、腎臟和大腸的早期發育。

當研究人員分析小鼠和人體組織中採集的肝臟和結腸細胞時，他們發現HNF4A以非常複雜的方式與這些細胞的生物鐘相互作用。更確切地說，HNF4A可以阻斷另外兩種蛋白質CLOCK和BMAL1，而這兩種蛋白質有助於調節哺乳動物的晝夜節律。

Kay解釋說：「在細胞內部，生物鐘的『齒輪』是統一的，但其『指針『是特定於每個器官的。因此生物鐘在每個細胞中的工作方式是不同的。」

研究結果顯示，HNF4A能夠響應細胞內的化學信號，並作用於其他蛋白質。這意味著，當這種蛋白的活性變得雜亂無章時，正常的代謝過程也會被破壞，使器官更容易受到疾病的侵害。

Kay說：「我們通過觀察肝臟組織中特定的蛋白質發現HNF4A與生物鐘相關，HNF4A受到生物鐘的調節並隨其循環，而反過來HNF4A也會調節生物鐘。」

該研究第一作者Meng Qu解釋說：「已知HNF4A基因的突變會導致一種罕見的稱為MODY1的遺傳性糖尿病，而且該基因的表達異常與肝臟密切相關，我們目前還沒有完全理解這兩種機制。」

她補充說：「我們的發現表明生物鐘紊亂可能是一種潛在機制，並在晝夜節律調節與疾病發展之間提供了一座橋樑。」

現代生活方式經常導致我們以不規則的節奏生活。研究人員警告稱，這可能會破壞包括HNF4A等蛋白參與的敏感機制。

Kay說：「人類的進化並沒有考慮到夜班、夜間的燈光和夜晚旅行等因素。現代生活對我們生理系統的挑戰，已經對健康構成了長期威脅。這項研究所取得的發現使我們更加全面地了解生物鐘如何影響健康。」

來源：中國生物技術網

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