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PNAS:倒班及熬夜人群注意!生物钟紊乱增加疾病感染风险!

2016/08/17 来源:生物探索
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导读
8月15日,剑桥大学研究团队发表于PNAS上的一项研究表明,在一天当中的某个特定时间内,我们更容易被感染,因为我们体内的生物钟影响了病毒复制和传播的能力。这项研究结果或许可以解释为什么那些生物钟常常被打乱的轮班工作者更容易出现健康问题,包括感染和慢性疾病。

在一天当中的某个特定时间内,我们更容易被感染,因为我们体内的生物钟影响了病毒复制和传播的能力。这项研究结果发表在8月15日的PNAS上,它或许可以解释为什么那些生物钟常常被打乱的轮班工作者更容易出现健康问题,包括感染和慢性疾病。

当病毒侵入我们的身体,它可以利用我们细胞内提供的分子机器及资源来帮助自身复制及传播。但是,由于生物节律的影响,机体提供的资源在一天之内会有所波动。从睡眠模式到体温,从免疫系统到激素释放,生物节律控制着我们生理和身体机能的许多方面。这种生物节律的周期是由一系列生物钟基因控制的,其中就包括核心钟基因Bmal1和Clock。

为了探究生物节律是否会影响感染的易感性及进程。剑桥大学的研究人员比较了野生型小鼠在一天内的不同时间点感染疱疹病毒之后的病毒感染及传播水平。实验小鼠生活在一个12小时白天,12小时黑暗的人工控制环境。

研究人员发现,当这些小鼠在一天的开始也就是日出时(对于小鼠这种夜行动物而言是休息时段的开始)被感染,其病毒复制水平是10小时后(小鼠即将进入活动时段)被感染的十倍。当研究人员在Bmal1缺失小鼠中重复该实验时,他们发现不管是在哪个时间点被感染,病毒复制水平均较高。

本文的主要作者解释说,在一天之内的哪个时间点被感染可能给我们对疾病的易感性,至少在病毒复制层面上造成了重要影响,这意味着在错误的时间感染可能会造成更加严重的急性感染。这个观点刚好与最近研究表明流行性感冒疫苗注射的时间点影响了它的工作效率相吻合。

此外,研究人员还发现,那些没有受到我们免疫系统影响的体外培养细胞中也发现了这种病毒复制随时间点变化的情况。破坏细胞生物节律将同时增加疱疹病毒和流感A病毒的感染,后者是一种感染和复制方式不同于疱疹病毒的RNA病毒。

文章的第一作者补充道,我们机体内的每个细胞都有一个生物钟,从而使这些细胞与时间同步,并预期我们机体环境的日常变化。本研究结果表明,每个细胞内的生物钟都决定着病毒复制效率。当细胞或者小鼠的生物钟时被破坏时,在什么时间点被感染已经不重要,因为此时病毒复制率一定是较高的。这意味着生物钟被破坏的轮班工作者,更容易感染病毒性疾病。这些人群应该是每年接受流感疫苗的首选。

除了每日的活性周期之外。Bmal1还存在一个季节变化,该基因在冬季活性较弱,夏季增强。研究人员认为这或许可以解释为什么流感等疾病更容易在冬天传播。

通过细胞培养,研究人员还发现疱疹病毒可以影响钟基因的表达来操控我们的生物节律,从而帮助病毒的发展。这并不是第一次发现病原体可以操控我们的生物钟,比如疟疾寄生虫就可以将它的复制周期与宿主的生物节律同步,从而创造更高效的感染。

研究人员认为,鉴于我们机体的生物钟可以保护我们免受病原体侵袭,其分子机制可能为抵御感染的药物提供一个新的靶点。

备注:本文参考自University of Cambridge网站,原标题:“Time of day influences our susceptibility to infection, study finds

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