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Science子刊:伤口愈合也受生物钟调控!白天愈合更快

2017/11/10 来源:生物探索
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导读
生物钟会影响伤口的愈合速率,白天受伤的愈合速率大约比晚上快了60%——这项发表在Science Translational期刊上的研究首次展示了我们体内的生物钟如何调节皮肤细胞的伤口愈合,这可能会对外科手术等医疗程序产生影响,并为开发改善伤口愈合的药物提供新靶点。


伤口愈合白天几乎是夜间两倍

我们的生物钟,或者说昼夜节律——调节机体的几乎每一个细胞,并驱动许多生理过程,如睡眠、激素分泌和新陈代谢的24小时循环。

一项来自英国医学研究委员会(MRC)的研究发现,在皮肤细胞——成纤维细胞和角质化细胞以及小鼠身上的实验表明,在体内生物钟处于“白天”时,伤口愈合的效率几乎是夜间的两倍。通过与临床医生合作,研究人员还分析了118名烧伤患者的记录,发现人体中也存在这种效应。

数据揭示,发生在晚上的灼伤愈合时间比发生在白天的灼伤愈合时间平均长60%,夜间灼伤(晚上8点到早上8点)在平均28天后愈合95%,但如果灼伤发生在白天(早上8点到晚上8点)只需要17天。

研究人员进一步发现,这种更快的愈合速度的一个关键原因在于机体生物钟白天时皮肤细胞会移动到伤口部位,更快地修复伤口。参与细胞运动和修复的蛋白质的激活驱动了这一过程。尤其是肌动蛋白(actin)。肌动蛋白微丝提供支架和运动,就像细胞内的肌肉一样。白天的伤口上也存在更多的胶原蛋白——皮肤的主要结构蛋白——它们沉积在伤口部位,并在伤口发生后持续两周。


生物钟的关键作用

该研究的资深作者、MRC分子生物学实验室的John O' neill博士说:“我们发现,灼伤患者的伤口愈合速率存在显著差异,这与我们在实验室中的发现一致,即伤口在活动期间(对于人类而言是白天,对于小鼠而言是夜晚)愈合更快。在细胞和小鼠中,我们可以通过给药或改变光暗环境重置组织愈合反应。在手术前重置细胞的生物钟或许能够改善愈合时间。”

来自MRC分子生物学实验室的Ned Hoyle博士说:“我们已经证明生物钟通过影响肌动蛋白来控制细胞修复受损组织的能力。有效地修复我们的皮肤对于预防感染至关重要,而当伤口出现问题时,可能会导致长期或严重的瘢痕。进一步研究生物钟和伤口愈合之间的关系可以帮助我们开发出防止伤口愈合不佳的药物,甚至可以帮助我们改善手术结果。

本文研究作者之一,曼彻斯特大学临床科学家John Blaikley博士说:“每年,治疗伤口成本花费NHS大约£50亿,这部分是由于缺乏有的较好的伤口缝合方法。这项研究首次揭示了生理因素对于伤口愈合的重要性。通过将这些因素考虑在内,不仅可以识别出新的药物靶点,而且还可以通过改变治疗时间来增强疗效。”

参考资料:

Our body clocks cause wounds sustained at night to heal more slowly

Circadian actin dynamics drive rhythmic fibroblast mobilization during wound healing

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