生物钟基因缺失保护小鼠免受肺炎的侵袭

研究发现，去除生物钟基因可以保护小鼠免受肺炎的侵害。曼彻斯特大学和牛津大学的一项研究发现，去除生物钟基因BMAL1可以使身体中的能够吞噬细菌的防御细胞更加有效。这是首次发现生物钟基因影响对细菌性肺炎的抵抗力，而这种致命疾病每年导致英国5%的死亡。多数生物拥有内部的生物钟，调节睡眠和清醒时间。一组复杂的基因不断开启和关闭，约24小时运转一次，而被简称为BMAL1的基因是这个生物钟的主要调节器之一，控制着其他生物钟基因和途径。身体的生物钟与环境不同步会导致时差，而科学家最近还发现生物钟也会影响免疫功能。研究负责人牛津大学的大卫·雷教授表示：“我们先前发现，小鼠在白天感染导致细菌性肺炎时，比晚上感染时更难抵抗肺炎链球菌。但我们不知道是如何发生的。”为了找出身体钟会如何影响身体的抗感染细胞，曼彻斯特大学的研究人员加雷斯·基奇因合成小鼠，使其不含有BMAL1生物钟基因。“我们发现这些没有生物钟的免疫细胞的小鼠更抗击细菌性肺炎，这让我们非常惊讶，”同时也是曼彻斯特大学的名誉研究员的雷教授说道。进一步研究发现，这种抗肺炎小鼠焦点放在了关键免疫细胞——巨噬细胞身上。巨噬细胞是血液和组织中的特殊细胞，可以检测细菌和其他有害物质的进入，并最终摧毁它们。研究人员发现，删除巨噬细胞中的BMAL1基因可以使它们性能超级，更容易移动，更能吞噬和消灭细菌，无论是在培养皿中还是在小鼠体内。这一生物钟基因的删除引发了一系列变化，最终触发了一个开关，使巨噬细胞的“骨架”(由一种叫做肌动蛋白的蛋白质组成)变得不那么僵硬，使该细胞更容易移动和吞噬细菌。当研究人员阻止肌动蛋白骨架的改变时，即使删除了生物钟基因，巨噬细胞也不再超级，这表明加强细胞的肌动蛋白骨架使其更有效。此外，只有BMAL1生物钟基因可以控制巨噬细胞中肌动蛋白骨架的开关，其他生物钟基因的删除没有同样的效果。这项研究资助于医学研究理事会和威尔康信托。学术论文可在 PNAS 网站上获得。