在我們的星球上，得益于地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)，有了晝夜交替、四季更迭，讓我們賴以生存的環(huán)境也隨之出現(xiàn)周期性變化——光照、溫度、濕度、食物無(wú)一不是如此。為了適應(yīng)環(huán)境節(jié)律性變化帶來(lái)的生存壓力，地球上的生物體進(jìn)化出了相應(yīng)節(jié)律來(lái)使自己的生命活動(dòng)與之同步——這就是生物鐘。植物開(kāi)花結(jié)果、魚兒洄游產(chǎn)卵、候鳥遷徙過(guò)冬無(wú)不是生物鐘的安排，人類的行為、生理也呈現(xiàn)出規(guī)律變化，運(yùn)轉(zhuǎn)周期接近地球自轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間。正是由于生物鐘的存在，我們才形成了睡眠-蘇醒循環(huán)。
當(dāng)光線照進(jìn)視網(wǎng)膜，光信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)到達(dá)腦內(nèi)的視交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN），這里是生物鐘的中樞起搏器，被稱為主時(shí)鐘，它控制著外周組織的子時(shí)鐘，讓生物節(jié)律在身體所有細(xì)胞組織中震蕩，共同調(diào)節(jié)生理活動(dòng)。子時(shí)鐘存在于SCN以外的所有組織中，比如心、肝、腎。最近，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)生物化學(xué)系的Paolo Sassone-Corsi等發(fā)現(xiàn)：肝臟的子時(shí)鐘并非完全依賴于主時(shí)鐘，它有部分自主功能，即使身體其他組織的生物鐘功能全部消失，肝臟內(nèi)與代謝有關(guān)的生物鐘仍能直接感受光暗周期而運(yùn)轉(zhuǎn)；但是，如果光暗周期消失，陷入持續(xù)黑暗，那么肝臟的自主生物鐘也將停擺。
Paolo等研究人員利用敲除了時(shí)鐘基因Bmal1的小鼠（這種小鼠失去了生物鐘節(jié)律），令其僅肝臟表達(dá)BMAL-1，重建肝臟生物鐘。高通量轉(zhuǎn)錄組和代謝組學(xué)分析顯示：野生型小鼠（生物鐘完整）的肝臟中，Bmal1依賴型代謝物有近200種；令人驚訝的是，當(dāng)其他組織生物鐘停擺，僅肝臟生物鐘在BMAL-1作用下重建時(shí)，38種（19%）野生型肝臟生物鐘代謝物仍在表達(dá)，其中多為肽、氨基酸和碳水化合物。肝臟對(duì)于NAD+補(bǔ)救合成途徑及糖原轉(zhuǎn)換之類的代謝過(guò)程有獨(dú)立的晝夜節(jié)律。
注：NAD+，中文叫做煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，在所有活細(xì)胞中都存在，在糖酵解、糖異生、三羧酸循環(huán)和呼吸鏈中有著不可替代的作用，主要有2種作用：①幫助將營(yíng)養(yǎng)素轉(zhuǎn)換為能量；②作為輔助分子參與其他生物活性蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)。
然而研究還發(fā)現(xiàn)，盡管他們?cè)斐龅倪@種僅肝臟表達(dá)BMAL-1的小鼠恢復(fù)了部分節(jié)律，但生物鐘基因的轉(zhuǎn)錄只有正常的約10%，而且，在持續(xù)黑暗、沒(méi)有光-暗周期的情況下，生物鐘基因的表達(dá)也消失了。
因此，可以說(shuō)肝臟生物鐘有一部分的自主性，但其完整的生物鐘依賴于其他組織生物鐘發(fā)出的信號(hào)來(lái)遠(yuǎn)程控制。既往研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)胰島β細(xì)胞的生物鐘基因被敲除，肝臟內(nèi)的胰島素信號(hào)也被打斷；肺腺癌會(huì)遠(yuǎn)程影響肝臟生物鐘的穩(wěn)態(tài)。
而且，光-暗周期對(duì)于組織自主生物鐘功能也是必要的，光線能夠直接控制以肝臟為代表的外周組織的生物鐘。
有科學(xué)家做過(guò)這樣的試驗(yàn)：當(dāng)去除肝臟的生物鐘后，葡萄糖、脂質(zhì)、氧化通路的震蕩通通消失。
保護(hù)肝臟，從給肝臟正常的晝夜節(jié)律開(kāi)始吧！
（報(bào)道：白蕊）
Cell 2019;177:1448-1462
聯(lián)系客服
