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作者：Cathy
導(dǎo)言：生物鐘又稱生理鐘，它是生物體內(nèi)的一種無形的“時鐘”，調(diào)節(jié)著生物體生命活動的內(nèi)在節(jié)律性。近日，一項新研究表明，生物鐘被打亂會阻礙人體的自然免疫防御，改變腫瘤微環(huán)境，促使腫瘤的生長。
2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash 和 Michael W. Young，以彰他們在晝夜節(jié)律的分子機制方面的發(fā)現(xiàn)。（相關(guān)閱讀：一文讀懂諾獎晝夜節(jié)律分子機制！失眠的果蠅和熬夜的科學(xué)家：科研無僥幸！）
研究晝夜節(jié)律，在醫(yī)學(xué)上有著十分重要的意義，并對生物學(xué)的基礎(chǔ)理論研究起著促進作用。最近有一項新研究表明，慢性時差（chronic jet lag）會改變腫瘤細胞周圍的微環(huán)境，使其對腫瘤的生長更有利，也阻礙了人體的自然免疫防御。
該研究由弗吉尼亞理工學(xué)院弗蘭林生命科學(xué)研究所副教授Carla Finkielstein和阿根廷國立基爾梅斯大學(xué)的教授Diego Golombek領(lǐng)導(dǎo)，并于10月14日發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志，題為“Circadian disruption promotes tumor-immune microenvironment remodeling favoring tumor cell proliferation”。
先前科學(xué)家已經(jīng)證明，頻繁跨時區(qū)，以及輪班工作都與癌癥風(fēng)險增加有關(guān)，但是人們還不清楚晝夜節(jié)律的紊亂如何降低人體在分子尺度上抑制癌細胞生長的能力。
Finkielstein說：“這項研究的一個重要結(jié)論是，如果有人患有增生性疾病（如黑色素瘤），在這種情況下，還在輪班工作或定期改變時區(qū)，那么身體的免疫系統(tǒng)會被削弱，腫瘤的生長會加劇。這項研究也有助于解釋：為什么當一個人暴露在環(huán)境和生物鐘失調(diào)的慢性應(yīng)激條件下時，腫瘤就會占上風(fēng)?！?/p>
人體中的每一個細胞都有自己的一套分子鐘，包括一系列基因、蛋白質(zhì)和信號化學(xué)物質(zhì)，它們決定了細胞生長、分裂和衰變的速度。在癌細胞中，這些生物鐘經(jīng)常被改變，這使得腫瘤能夠自行設(shè)定快速、無限制的增殖速度。
人體的主要生物鐘位于大腦中，受外界光線的調(diào)控，并發(fā)送信號以同步遍布全身的外圍時鐘。當我們對白天和黑夜的感知由于不規(guī)則的明暗間隔而變得混亂時，我們的內(nèi)部時鐘和環(huán)境就會紊亂，正如這項研究所顯示的，這可能會在細胞水平上產(chǎn)生微妙而顯著的后果。
研究人員想知道慢性時差如何影響癌細胞周圍的微環(huán)境，并對兩組注射了黑色素瘤細胞的老鼠進行了研究。第一組作為對照，暴露于正常的晝夜節(jié)律：12小時的光照和12小時的黑暗。第二組模擬了慢性時差，明暗暴露每兩天偏移六小時，效果相當于每周在21個時區(qū)漫游。
一個月后，科學(xué)家觀察到，慢性時差組小鼠的腫瘤大約是對照組的三倍。
慢性時差時間表下腫瘤生長和動物存活的特征
他們還檢測了腫瘤周圍微環(huán)境，以及產(chǎn)生免疫細胞的脾臟和肝臟的樣本。研究人員發(fā)現(xiàn)，兩組小鼠免疫系統(tǒng)對腫瘤的反應(yīng)方式截然不同。例如，在慢性時差組中，巨噬細胞等不同類型的免疫細胞水平出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，使其更傾向于促使腫瘤生長。
同樣，其他免疫細胞和分子（包括細胞因子）的節(jié)律也被破壞。即使腫瘤沒有擴散到附近的器官，肝臟或脾臟中，科學(xué)家們也觀察到這兩個器官的免疫系統(tǒng)晝夜節(jié)律變化都受到了抑制。
Golombek說：“我們將兩種不同的時間生物學(xué)研究方法結(jié)合起來，研究了晝夜節(jié)律失調(diào)對腫瘤生長和免疫節(jié)律的影響，并找到了聯(lián)系。機體需要免疫細胞和免疫體液因子的最佳節(jié)律來抑制腫瘤的快速生長。但當晝夜節(jié)律被長期破壞時，這些節(jié)律會受損、倒置或完全消失，這可能有助于解釋為什么慢性時差組小鼠的腫瘤明顯更大。”
Finkielstein和Golombek計劃繼續(xù)研究免疫基因和細胞周期基因與癌癥的關(guān)系。
參考資料：
【1】https://medicalxpress.com/news/2020-10-scientists-jet-lag-conditions-impair.html
【2】https://advances.sciencemag.org/content/6/42/eaaz4530
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