來自加州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員報告稱，破壞小鼠的晝夜周期會提高它們對炎癥性疾病的易感性，證實機(jī)體的生物鐘控制了一個重要免疫系統(tǒng)的生成。

這項發(fā)表在11月8日《科學(xué)》（Science）雜志上的研究確定了一個從前未知的信號通路，證實機(jī)體生物鐘通過這一信號通路控制了IL-17生成CD4+輔助T細(xì)胞(TH17)這一重要炎癥細(xì)胞的數(shù)量。論文的資深作者、免疫學(xué)和微生物學(xué)教授、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所(HHMI)研究員Lora Hooper博士說，這項工作有可能促成一些新的方法來提高機(jī)體對于感染的免疫反應(yīng)或是抑制自身免疫疾病中的這類反應(yīng)。

論文的共同作者神經(jīng)科學(xué)教授、HHMI研究員Joseph Takahashi博士發(fā)現(xiàn)了一些小鼠和人類生物鐘基因，由此對動物體內(nèi)一種保守的生物鐘機(jī)制進(jìn)行了描述。論文的主要作者是加州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究生學(xué)院免疫學(xué)學(xué)生Xiaofei Yu。

Hooper博士說：“幾乎所有地球上的生命形式每天24小時都在經(jīng)歷生理與行為改變，這一晝夜節(jié)律與自然光線的變化相一致。人類也不例外，我們許多的生理過程，例如飲食和睡覺，在白天和黑夜之間差異顯著。這樣的過程受到統(tǒng)稱為‘生物鐘’的一組蛋白質(zhì)的控制，它們在每個細(xì)胞中協(xié)同發(fā)揮功能，捕獲來自視覺和神經(jīng)系統(tǒng)的光信息，并利用這些信息來調(diào)控基因表達(dá)。”

盡管眾所周知生物鐘調(diào)控了代謝和覺醒周期，對于這一生物鐘是否也調(diào)控了機(jī)體免疫系統(tǒng)卻所知甚少。

利用一種小鼠模型，研究人員確定了一種叫做Nfil3的基因，其引導(dǎo)了TH17細(xì)胞的發(fā)育。TH17細(xì)胞通常在腸壁一類的粘膜表面巡邏，防止細(xì)菌和真菌感染。

“然而，如果TH17細(xì)胞的數(shù)量不能得到適當(dāng)控制，它們可以生成過多射向友軍的炮火，導(dǎo)致炎性腸病（IBD）一類的炎癥性疾病，IBD每年讓大約60萬美國人飽受折磨，”Hooper說。

“我們發(fā)現(xiàn)Nfil3通過控制T細(xì)胞中一種叫做Rorγt的蛋白的細(xì)胞供應(yīng)，調(diào)控了細(xì)胞發(fā)育為TH17細(xì)胞。在小鼠體內(nèi)，T細(xì)胞中的Rorγt蛋白量隨晝夜周期改變，中午的時候比午夜要高。這種波動會導(dǎo)致中午小鼠睡覺之時有更多的TH17細(xì)胞形成。”

小鼠是夜間活動，這意味著它們的覺醒時間與人類相反。

“當(dāng)我們破壞小鼠的正常晝夜光線周期，導(dǎo)致它們出現(xiàn)時差反應(yīng)時，我們發(fā)現(xiàn)有太多的TH17細(xì)胞形成并累積于腸道中。因此，這些小鼠更容易罹患IBD樣疾病，原因是這些炎性TH17細(xì)胞過量導(dǎo)致了誤向自身開火。改變TH17的豐度要求經(jīng)歷晝夜光線周期破壞的時間不止一天，”她說。

Hooper博士認(rèn)為，現(xiàn)在說同樣的事情是否發(fā)生于人體還為時過早，但值得去探究這種可能性。

研究人員指出，現(xiàn)代生活例如夜班工作或時差常常引起慢性晝夜節(jié)律破壞，其他一些研究表明這與人類炎癥性疾病有關(guān)聯(lián)。

“我們的研究結(jié)果表明，晝夜節(jié)律破壞的病理后果，有可能部分是由于生物鐘與調(diào)控促炎性免疫細(xì)胞發(fā)育的信號通路之間的直接相互作用所導(dǎo)致，”研究人員總結(jié)說。