Nature:不眠夜,如何“摧残”肠道健康

2019-09-22 佚名 中国生物技术网

众所周知,经常上夜班(熬夜)或跨时区旅行的人比较难控制体重,而且容易患有炎症性肠病。这种生理过程与大脑昼夜节律之间强烈联系的现象正是近几年来许多研究的主题。

众所周知,经常上夜班(熬夜)或跨时区旅行的人比较难控制体重,而且容易患有炎症性肠病。这种生理过程与大脑昼夜节律之间强烈联系的现象正是近几年来许多研究的主题。

北京时间9月19日,发表在《Nature》上的一篇最新研究中,来自葡萄牙里斯本Champalimaud Centre for the Unknown的研究团队发现,一组免疫细胞的功能由大脑的生物钟直接控制,已知这些免疫细胞是肠道健康的强大贡献者。

该研究团队负责人、首席研究员Henrique Veiga-Fernandes说:“睡眠不足,或者睡眠习惯的改变,可能会对健康造成严重的影响,通常导致一系列免疫性疾病,如肠炎。为了了解其背后的机制,我们首先要确定的是肠道中的免疫细胞是否受到生物钟的影响。”

大钟和小钟

几乎所有体内细胞都具有内部遗传机制,通过表达所谓的“时钟基因”来遵循昼夜节律。时钟基因像小时钟一样工作,告知细胞一天中的时间,从而帮助身体各个器官和系统预测将要发生的事情,如是否到了该吃饭(或睡觉)的时间。

即使这些细胞时钟是自主的,但它们仍然需要同步,以确保时间统一。

Veiga-Fernandes解释说:“我们体内的细胞没有关于外部光线的直接信息,这意味着单个细胞时钟可能会关闭。直接接收日光信息的大脑时钟负责将所有这些小时钟同步到体内,这样所有系统都是同步的,这对我们的健康至关重要。”

在这项新研究中,研究团队发现在肠道中存在的各种免疫细胞中,先天淋巴细胞3型(ILC3)特别容易受到时钟基因的干扰。

Veiga-Fernandes解释说:“这些细胞在肠道中发挥着重要的功能,它们帮助对抗感染,控制肠上皮细胞的完整性,并指导脂质吸收。当打乱其时钟时,我们发现肠道中ILC3的数量显著减少。这会导致严重的炎症,并破坏肠道屏障,增加脂肪堆积。”

这些强有力的证据促使该团队去探索为什么肠道中ILC3的数量会受到大脑生物钟的强烈影响。

当研究团队分析了打乱大脑的昼夜节律是如何影响ILC3中不同基因的表达时,他们发现这导致了一个非常具体的问题:分子丢失了“标签”!为了定位到肠道,ILC3需要在细胞膜上表达一种作为分子“标签”的蛋白质。这个“标签”指示肠道内的临时居民ILC3迁移到哪里。在缺乏大脑生物钟信息输入的情况下,ILC3无法表达这个标签,这意味着它们无法到达目的地。

Veiga-Fernandes表示:“这一发现非常令人兴奋,因为这阐明了为什么经常在夜间活动的个体,肠道健康会受到影响。这种机制是进化适应的一个很好的例子。你在白天进食的时候,大脑生物钟会降低ILC3的活性,以促进健康的脂质代谢。但是在进食的过程中,肠道可能会受到损伤。因此,在进食期结束后,大脑的生物钟指示ILC3回到肠道,让它们在那里对抗‘入侵者’,并促进肠上皮细胞的再生。那么,对于夜间工作的人易患有炎症性肠病就不足为奇了。这与特定的神经免疫轴受到大脑时钟的良好调节有关。我们改变任何习惯都会对这些重要的古老免疫细胞产生直接影响。”

这项新研究加入了Veiga-Fernandes及其团队做出的一系列突破性发现,所有这些都在免疫系统和神经系统之间建立了新的联系。

Veiga-Fernandes总结道:“神经系统可以协调免疫系统功能的概念是全新的,这是一个非常鼓舞人心的起点。我们对这种联系了解得越多,就越明白它对我们的健康有多么重要,我们很期待接下来会发现什么。”

原始出处:
Cristina Godinho-Silva, Rita G. Domingues, Miguel Rendas, et al. Light-entrained and brain-tuned circadian circuits regulate ILC3s and gut homeostasis. Nature . Sep 18, 2019.

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  1. 2019-09-22 医者仁心5538

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