本文轉(zhuǎn)自公眾號：中國生物技術(shù)網(wǎng)

　　晝夜節(jié)律是一種內(nèi)源性的計時系統(tǒng)（生物鐘），幾乎所有的動物都遵循與日出日落有關(guān)的晝夜節(jié)律。這些受自然光影響的節(jié)律，控制著機體一系列生物過程，包括激素分泌、代謝循環(huán)和對病原體的免疫保護，也誘導(dǎo)了我們充滿節(jié)律的自然行為，如吃飯和睡覺。一旦逆其道而行之，身體就會變得脆弱。

　　此前，發(fā)表在《PLOS Computational Biology》上的一項研究闡明了不規(guī)律的作息時間與免疫系統(tǒng)受損有關(guān)，進而影響了身體抵抗感染的能力。

　　近日，發(fā)表在 Cell 上的一項新研究中，來自美國德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心（UTSW）的研究團隊同樣告訴我們，免疫系統(tǒng)并不是“時刻準備著”，它也被晝夜節(jié)律所調(diào)控。

　　該研究表明，身體抵抗感染的能力會在一天中起起落落，在應(yīng)該睡覺的時間最弱。所以說，你要熬夜，你要吃夜宵，但你的免疫系統(tǒng)不會陪著你一起，而在這種情況下，你更容易受到感染。

　　生物鐘是一個轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)，幾乎存在于所有的組織中，并通過來自大腦核心時鐘的神經(jīng)元和激素信號與環(huán)境光的周期同步，在一個約24小時的周期內(nèi)驅(qū)動有節(jié)律的基因表達，從而預(yù)測和應(yīng)對環(huán)境的變化。

　　已知熬夜或慢性睡眠中斷與人免疫力減弱有關(guān)。例如，與白天工作的人相比，上夜班的人對細菌和病毒感染的易感性更高。然而，對這一問題的致病機制還未被闡明。

　　在哺乳動物中，進食行為會使自己暴露于與食物和環(huán)境相關(guān)的微生物中。為了防止感染，腸上皮細胞會產(chǎn)生先天免疫效應(yīng)因子，包括分泌大量的抗菌蛋白（AMP），但產(chǎn)生AMP的代價是昂貴的，因為需要耗費掉大量能量。這也就意味著，腸道先天免疫存在高峰和低谷。

　　研究人員推測腸道內(nèi)的抗菌免疫力同樣會遵循晝夜節(jié)律變化。為此，他們研究了在小鼠腸道中產(chǎn)生的對抗食源性疾病的天然抗菌蛋白的表達節(jié)律。

　　他們通過小鼠實驗發(fā)現(xiàn)腸道菌群和生物鐘協(xié)同產(chǎn)生了腸道先天免疫的晝夜節(jié)律。具體而言，小鼠的進食行為促進了腸道分段絲狀菌（SFB）節(jié)律性地附著于腸上皮，并驅(qū)動上皮細胞信號傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）的表達和激活振蕩，從而產(chǎn)生了一種被稱為再生胰島衍生蛋白3γ（REG3G）的抗菌分子在夜間的含量更高（此時為夜行性動物的活躍狀態(tài)）；而在白天睡眠時含量較少。但在無菌小鼠體內(nèi)，無論白天還是晚上，REG3G基本上都不存在。

　　分段絲狀細菌（SFB）通常存在于嚙齒動物、非人靈長類動物以及人體腸道內(nèi)。具有附著于腸道內(nèi)壁并改變其宿主基因活性的獨特能力。

　　通過進一步的實驗表明，這些細菌在動物進食期間附著在其腸內(nèi)壁上，也許是為了攝取營養(yǎng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，當它們附著時，REG3G在腸道中的產(chǎn)量急劇上升。

　　晝夜節(jié)律對小鼠抵抗感染的能力產(chǎn)生了重大影響。當研究人員用細菌感染正常小鼠時，他們發(fā)現(xiàn)，在白天（睡眠時間），這些小鼠的細菌負荷和死亡率更高。然而，對于體內(nèi)不能產(chǎn)生REG3G的小鼠而言，無論什么時間被感染，其細菌負荷和死亡率都同樣高。

　　研究人員表示，進食行為的改變或許是一個致病因素。如果進一步的研究表明這種現(xiàn)象也發(fā)生在人類身上，那么科學(xué)家可以利用這種機制，制定更有效的定時治療干預(yù)策略，包括什么時間接種疫苗更有效。

　　研究通訊作者、UTSW免疫學(xué)系副教授Lora Hooper說：“這項研究結(jié)果讓我在半夜起來準備到冰箱里找些吃的的時候要三思了，因為那正是我腸道防御能力最弱的時候，吃富含細菌的食物可能是危險的。”

　　論文鏈接：

　　https：//doi.org/10.1016/j.cell.2021.07.001