影响生物钟或有其它因素 Bmal1基因被删除人体仍能遵循昼夜节律

遍布人体的Bmal1基因被认为是人体主要分子计时器的重要组成部分，但宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员在动物模型中删除了该基因后发现，人体组织仍然遵循着24小时的节律。研究小组还发现，这些组织可以遵循昼夜节律(24小时分子钟，影响从睡眠到新陈代谢的各种日常功能)，甚至在没有外界刺激(如光线或温度变化)的情况下也是如此。这些结果表明，虽然Bmal1基因可能会严重影响某些昼夜节律，但这一过程是由一个更复杂的系统控制的，而且生物时钟的其他驱动因素也存在。这项研究本月发表在《科学》杂志上。

宾夕法尼亚大学的研究人员使用小鼠的皮肤成纤维细胞和肝脏切片（昼夜节律研究中经常出现的组织）删除了Bmal1，并从触发24小时活动的光照，温度和其他外部因素中分离出该组织。即使在这种情况下，在细胞的基因和蛋白质水平上，组织仍显示正常的24小时振荡或昼夜节律反应，持续2至3天。这一发现表明，目前对昼夜节律的理解还不完全，这为研究人员将重点放在大约30个特定基因和蛋白质上奠定了基础，这些特定基因和蛋白质似乎在有或没有Bmal1基因的情况下都能正常发挥作用。

“昼夜节律实际上是我们体内的一个分级系统，Bmal1基因似乎对大脑时钟产生滴答声很重要。该大脑时钟位于一个称为'超气态上核'的地方，它就像一个乐团的指挥。”宾夕法尼亚大学药理学教授Akhilesh B. Reddy说，“我们发现，令人惊讶的是，如果你删除了‘指挥’（通过删除Bmal1基因），'音乐家'-体内的组织-可以继续以自己的24小时节奏演奏。因此，尽管活跃的指挥确实会影响和指导乐团，但指挥的缺失并不意味着所有的昼夜节律过程都不会发生。人体的组织和细胞（“音乐家”）仍然具有自然的节奏。”

如果不遵循正常的睡眠方式，许多组织都会受到影响，因此昼夜节律会受到干扰。皮肤细胞需要睡眠才能进行重要的修复。夜班，经常轮班或经常出差的人可能会经历新陈代谢的变化，从而导致葡萄糖耐量下降，并随着时间的流逝而发展为2型糖尿病。虽然原因尚不清楚，但夜班工作的妇女患乳腺癌的可能性增加。

“我们整个身体的细胞在唤醒时间执行某些功能，而在睡眠时间执行其他功能。” Reddy说，“必须找到影响昼夜节律的所有特定分子机制，以开发针对节律改变时出现的健康问题的治疗方法，如轮班工作。” 

在不久的将来，Reddy和他的同事计划研究他们发现的30种左右的特定蛋白质，这些蛋白质可以在存在或不存在Bmal1的情况下运行。

Reddy说：“尽管结果表明我们对分子昼夜节律的理解还不完整，但我们很高兴能进一步更全面地了解控制人体内部时钟的先前未知过程。”

原文来源：https://medicalxpress.com/news/2020-02-bmal1-gene-essential-circadian-rhythms.html