身体时钟影响免疫系统运作 — 最新研究发现
所有地球上的生物都进化出了应对旋转的地球的能力，从而预测日夜更替。植物、真菌、细菌和动物之间的细节有所不同，但共同的特点是有一个生物“时钟”，让生物体能够预期这种变化并做好准备。在动物中，负责跟踪日夜更替的中央时钟位于大脑中，能从视网膜接收光线以保持与光明或黑暗同步。然而，身体中的所有细胞都有自己的时钟。由于这些生物钟的周期接近24小时，因此它们被称为昼夜节律（circa意为“大约”，dies意为“一天”）。我们现在生活在廉价、明亮、人造光、轮班工作、睡眠不足和时差的环境下，这些都是我们身体中古老的昼夜控制机制的主要挑战。所有这些昼夜节律和睡眠问题都与疾病有关。但在我们最新的研究中，使用老鼠，我们发现在不同时间感染会引起不同程度的疾病。出人意料的是，我们发现免疫系统细胞中的时钟负责改变对细菌感染的反应。特别是，称为巨噬细胞的特化细胞，在不同时间会有不同反应。破坏这些细胞中的时钟会导致超级巨噬细胞，移动更快，吞噬更多细菌。我们发现“无时钟”的巨噬细胞能够保护老鼠免受多种细菌感染。通过进一步观察巨噬细胞，我们发现细胞的结构蛋白有明显改变，这些蛋白维持细胞形态、促进细胞运动和吞噬细菌都是必需的。而这些结构内部的变化成为我们研究的焦点。我们发现巨噬细胞的昼夜节律直接控制着细胞结构的组成。我们观察到细胞骨架蛋白的数量变化和一个主要的调节细胞骨架变化的蛋白活性也发生了变化。这个主要的调节蛋白是RhoA。RhoA在与细菌接触时被激活，驱动巨噬细胞运动和吞噬细菌。我们发现无时钟的巨噬细胞，即使没有细菌接触，RhoA仍然是处于激活状态的。当正常巨噬细胞与细菌接触时，RhoA被激活，但无时钟的巨噬细胞不会发生进一步变化，因为RhoA已经被激活。因此，无时钟的巨噬细胞始终处于激活状态，能够更迅速地对抗细菌攻击。为了了解时钟是如何改变巨噬细胞行为的，我们转向核心时钟机制。这包括一小组通过时间变化丰度的蛋白质，从而使细胞能够表达时间。我们发现这些时钟因子中的一种，称为BMAL1，是时钟和巨噬细胞行为之间的基本联系。减少对抗生素的依赖是现代世界面临的主要问题之一。细菌对抗生素的耐药性意味着我们将面临无法治愈的感染，并未来手术将变得更危险。发现将时钟与细菌防御联系起来的电路为减少我们对有限现有抗生素类别的依赖提供了新途径。通过瞄准时钟，可能增强天然抗细菌感染的防御能力。 by David Ray，牛津大学教授 and Gareth Kitchen，曼彻斯特大学学术临床讲师和麻醉师。
