Cell：不要熬夜！不要吃夜宵！因?yàn)槟愕拿庖呦到y(tǒng)不陪著你一起熬...

2021-08-24

晝夜節(jié)律是一種內(nèi)源性的計(jì)時(shí)系統(tǒng)（生物鐘），幾乎所有的動(dòng)物都遵循與日出日落有關(guān)的晝夜節(jié)律。這些受自然光影響的節(jié)律，控制著機(jī)體一系列生物過(guò)程，包括激素分泌、代謝循環(huán)和對(duì)病原體的免疫保護(hù)，也誘導(dǎo)了我們充滿節(jié)律的自然行為，如吃飯和睡覺(jué)。

一旦逆其道而行之，身體就會(huì)變得脆弱。

此前，發(fā)表在《PLOS Computational Biology》上的一項(xiàng)研究闡明了不規(guī)律的作息時(shí)間與免疫系統(tǒng)受損有關(guān)，進(jìn)而影響了身體抵抗感染的能力。

近日，發(fā)表在 Cell 上的一項(xiàng)新研究中，來(lái)自美國(guó)德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心（UTSW）的研究團(tuán)隊(duì)同樣告訴我們，免疫系統(tǒng)并不是“時(shí)刻準(zhǔn)備著”，它也被晝夜節(jié)律所調(diào)控。

該研究表明，身體抵抗感染的能力會(huì)在一天中起起落落，在應(yīng)該睡覺(jué)的時(shí)間最弱。所以說(shuō)，你要熬夜，你要吃夜宵，但你的免疫系統(tǒng)不會(huì)陪著你一起，而在這種情況下，你更容易受到感染。


生物鐘是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)，幾乎存在于所有的組織中，并通過(guò)來(lái)自大腦核心時(shí)鐘的神經(jīng)元和激素信號(hào)與環(huán)境光的周期同步，在一個(gè)約24小時(shí)的周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)有節(jié)律的基因表達(dá)，從而預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。

已知熬夜或慢性睡眠中斷與人免疫力減弱有關(guān)。例如，與白天工作的人相比，上夜班的人對(duì)細(xì)菌和病毒感染的易感性更高。然而，對(duì)這一問(wèn)題的致病機(jī)制還未被闡明。

在哺乳動(dòng)物中，進(jìn)食行為會(huì)使自己暴露于與食物和環(huán)境相關(guān)的微生物中。為了防止感染，腸上皮細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生先天免疫效應(yīng)因子，包括分泌大量的抗菌蛋白（AMP），但產(chǎn)生AMP的代價(jià)是昂貴的，因?yàn)樾枰馁M(fèi)掉大量能量。這也就意味著，腸道先天免疫存在高峰和低谷。

研究人員推測(cè)腸道內(nèi)的抗菌免疫力同樣會(huì)遵循晝夜節(jié)律變化。為此，他們研究了在小鼠腸道中產(chǎn)生的對(duì)抗食源性疾病的天然抗菌蛋白的表達(dá)節(jié)律。

他們通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腸道菌群和生物鐘協(xié)同產(chǎn)生了腸道先天免疫的晝夜節(jié)律。具體而言，小鼠的進(jìn)食行為促進(jìn)了腸道分段絲狀菌（SFB）節(jié)律性地附著于腸上皮，并驅(qū)動(dòng)上皮細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）的表達(dá)和激活振蕩，從而產(chǎn)生了一種被稱為再生胰島衍生蛋白3γ（REG3G）的抗菌分子在夜間的含量更高（此時(shí)為夜行性動(dòng)物的活躍狀態(tài)）；而在白天睡眠時(shí)含量較少。但在無(wú)菌小鼠體內(nèi)，無(wú)論白天還是晚上，REG3G基本上都不存在。


分段絲狀細(xì)菌（SFB）通常存在于嚙齒動(dòng)物、非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物以及人體腸道內(nèi)。具有附著于腸道內(nèi)壁并改變其宿主基因活性的獨(dú)特能力。

通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，這些細(xì)菌在動(dòng)物進(jìn)食期間附著在其腸內(nèi)壁上，也許是為了攝取營(yíng)養(yǎng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)它們附著時(shí)，REG3G在腸道中的產(chǎn)量急劇上升。

晝夜節(jié)律對(duì)小鼠抵抗感染的能力產(chǎn)生了重大影響。當(dāng)研究人員用細(xì)菌感染正常小鼠時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)，在白天（睡眠時(shí)間），這些小鼠的細(xì)菌負(fù)荷和死亡率更高。然而，對(duì)于體內(nèi)不能產(chǎn)生REG3G的小鼠而言，無(wú)論什么時(shí)間被感染，其細(xì)菌負(fù)荷和死亡率都同樣高。

研究人員表示，進(jìn)食行為的改變或許是一個(gè)致病因素。如果進(jìn)一步的研究表明這種現(xiàn)象也發(fā)生在人類身上，那么科學(xué)家可以利用這種機(jī)制，制定更有效的定時(shí)治療干預(yù)策略，包括什么時(shí)間接種疫苗更有效。

研究通訊作者、UTSW免疫學(xué)系副教授Lora Hooper說(shuō)：“這項(xiàng)研究結(jié)果讓我在半夜起來(lái)準(zhǔn)備到冰箱里找些吃的的時(shí)候要三思了，因?yàn)槟钦俏夷c道防御能力最弱的時(shí)候，吃富含細(xì)菌的食物可能是危險(xiǎn)的。”