人體內(nèi)幾乎每個細胞都有自己的生物鐘，它們的相互作用對代謝健康發(fā)揮著至關重要的作用。眾所周知，睡眠與飲食時間不規(guī)律容易患肥胖癥和糖尿病等代謝疾病。然而，關于生物鐘與飲食時間之間的相互作用科學家們?nèi)灾跎?，尤其是它對整體健康的影響。

發(fā)表在《Science》上的一項新研究中，來自賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫(yī)學院的研究團隊對這個問題提出了新的見解。

該研究通訊作者、糖尿病、肥胖和代謝研究所Mitchell Lazar教授說：“大腦內(nèi)部的時鐘與外圍組織的時鐘同步，該系統(tǒng)失調(diào)與代謝紊亂有關。但是，環(huán)境和遺傳因素是如何控制外圍組織的生物鐘，以及不同細胞類型的生物鐘之間是否存在通訊，在很大程度上還是未知的?！?/p>

為此，Lazar與博士后研究員Dongyin Guan領導的研究團隊，建立了一種擾亂肝細胞內(nèi)部生物鐘的小鼠模型。肝臟是人體的代謝中樞，肝細胞是肝臟中主要的細胞類型。研究人員觀察到成年小鼠肝細胞中核心時鐘蛋白REV-ERBα和β的缺失破壞了一部分肝基因的晝夜節(jié)律，并改變了新生脂肪形成的晝夜節(jié)律。肝功能還受到非肝細胞的影響，并且肝細胞REV-ERB的丟失重塑了肝內(nèi)多種細胞類型的節(jié)律轉(zhuǎn)錄組和代謝組。

簡而言之，肝細胞節(jié)律性轉(zhuǎn)錄因子參與晝夜節(jié)律、激素分泌和脂質(zhì)代謝。研究人員在小鼠血液中觀察到的甘油三酯的積累，而這會增加患心臟病、糖尿病和中風的風險。

這些結果表明肝臟外周組織的內(nèi)部時鐘在維持代謝穩(wěn)態(tài)中的重要性。

Guan說：“我們發(fā)現(xiàn)不同細胞類型之間的生物鐘通訊，它暗示了以前無法理解的協(xié)調(diào)身體節(jié)律的方式。”

盡管晝夜周期會影響行為節(jié)律，比如睡眠，但新發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明，食物攝入是同步周圍時鐘的一個重要因素。最近的研究表明，有時間限制的飲食有利于新陳代謝，許多節(jié)食者因此嘗試間歇性禁食來減肥。

Lazar的團隊觀察到，定時進食和肝臟內(nèi)部時鐘的完整性都改變了代謝節(jié)奏。具體而言，他們發(fā)現(xiàn)有將近一半的節(jié)律性基因受到內(nèi)部時鐘和小鼠進食時間的調(diào)節(jié)。

Lazar希望更好地了解食物是如何影響人體內(nèi)部節(jié)律的，從而制定出優(yōu)化的飲食計劃，這對倒班的工作人員來說是一種重要的預防方法，對患有如肥胖和糖尿病等代謝疾病的患者來說也是一種潛在的治療策略。

原始出處：
Dongyin Guan, Ying Xiong, Trang Minh Trinh,et al. The hepatocyte clock and feeding control chronophysiology of multiple liver cell types.Science. 2020 Jul 30;eaba8984. doi: 10.1126/science.aba8984.

來源：中國生物技術網(wǎng)

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